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【题目】(1)已知C(s、金刚石)+O2(g)CO2(g);ΔH=-395.4 kJ·mol-1,C(s、石墨)+O2(g)CO2(g);ΔH=-393.5 kJ·mol-1。

①石墨和金刚石相比,石墨的稳定性_________金刚石的稳定性。

②石墨中C-C键键能________金刚石中C-C键键能。(均填“大于” “小于”或“等于”)。

(2)将4g CH4完全燃烧生成气态CO2和液态水,放出热量222.5 kJ,其热化学反应方程式为:______________________________________________________。

(3)0.5mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,其热化学反应方程式为:______________________________________________。

(4)已知下列反应的反应热:

CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=+206.2kJ·mol-1

CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H2=-247.4 kJ·mol-1

则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式______________________________。

【答案】大于大于 CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2 H2O(l) △H=-890 kJ·mol-1 B2H6(g) +3O2(g)B2O3(g)+3H2O(l) △H=-1299 kJ·mol-1CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H=+659.8 kJ·mol-1

【解析】

(1)C(s,金刚石)+O2(g)═CO2(g)△H=-395.4 kJ·mol-1,②C(s,石墨)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5 kJ·mol-1,由盖斯定律可知,①-②得到C(s,金刚石)═C(s,石墨);

(2)n(CH4)=4g/16g·mol-1=0.25mol,可知1molCH4完全燃烧生成气态CO2和液态水,放出热量为222.5kJ/0.25=890kJ,结合物质的状态、焓变书写热化学方程式.

(3)0.5mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,则1mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出1299KJ的热量;

(4)根据盖斯定律来计算反应的焓变。

(1)①C(s,金刚石)+O2(g)═CO2(g)△H=-395.4 kJ·mol-1,②C(s,石墨)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5 kJ·mol-1,由盖斯定律可知,①-②得到C(s,金刚石)═C(s,石墨),△H=-395.4 kJ·mol-1-(-393.5 kJ·mol-1)=-1.9 kJ·mol-1,金刚石能量高,石墨稳定性大于金刚石。②石墨中C-C键键能大于金刚石中C-C键键能。

(2)n(CH4)=4g/16g·mol-1=0.25mol,可知1molCH4完全燃烧生成气态CO2和液态水,放出热量为222.5kJ/0.25=890kJ,由物质的状态、焓变为负可知热化学方程式CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2 H2O(l)△H=-890 kJ·mol-1.

(3)0.5mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,则1mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出1299KJ的热量;反应的热化学方程式为:B2H6(g) +3O2(g)B2O3(g)+3H2O(l) △H=-1299 kJ·mol-1;

(4)①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=+206.2kJ·mol-1

②CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H2=-247.4 kJ·mol-1

根据盖斯定律来计算反应的焓变①×2-②,CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H=+659.8 kJ·mol-1。

练习册系列答案
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【题目】氯氨是氯气遇到氨气反应生成的一类化合物,是常用的饮用水二级消毒剂,主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺(NH2C1、NHC12和NC13),副产物少于其它水消毒剂。

回答下列问题:

(1)①一氯胺(NH2Cl)的电子式为__________。

②工业上可利用反应Cl2(g)+NH3(g)=NH2Cl(l)+HCl(g)制备一氯胺,已知部分化学键的键能如下表所示(假设不同物质中同种化学键的链能相同),则该反应的△H=______________。

化学键

N-H

Cl-Cl

N-Cl

H-Cl

键能(kJ/mol)

391.3

243.0

191.2

431.8

③一氯胺是重要的水消毒剂,其原因是由于一氯胺在中性、酸性环境中会发生水解,生成具有强烈杀菌作用的物质,该反应的化学方程式为_________________。

(2)用Cl2和NH3反应制备二氯胺的方程式为2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(g)+2HCl(g),向容积均为1 L的甲、乙两个恒温(反应温度分别为400℃、T℃)容器中分别加入2 mol C12和2 mol NH3,测得各容器中n(Cl2)随反应时间t的变化情况如下表所示:

t/min

0

40

80

120

160

n(Cl2)(甲容器)/mol

2.00

1.50

1. 10

0.80

0.80

n(Cl2) (乙容器)/mol

2.00

1.45

1.00

1.00

1.00

①甲容器中,0~40 min内用NH3的浓度变化表示的平均反应速率v(NH3)=______________。

②该反应的△H________0(填“>”或“<”) ,理由是____________________。

③对该反应,下列说法正确的是______________(填选项字母)。

A.若容器内气体密度不变,则表明反应达到平衡状态

B.若容器内C12和NH3物质的量之比不变,则表明反应达到平衡状态

C.反应达到平衡后,其他条件不变,在原容器中充入一定量氦气,Cl2的转化率增大

D.反应达到平衡后,其他条件不变,加入一定量的NHCl2,平衡向逆反应方向移动

(3)在恒温条件下,2molCl2和1molNH3发生反应2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(l)+2HCl(g),测得平衡时Cl2和HCl的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:

①A、B、C三点中Cl2转化率最高的是______点(填“A”“B”或“C”)。

②计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=_______(Kp是平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)

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