题目内容
【题目】按要求填空
(I)写出下列反应的热化学方程式。
(1)N2(气态)与H2(气态)起反应,完全反应生成34g NH3(气态)放出92.2 kJ的热量:________________________________________。
(2)标况下22.4L N2(气态)与适量O2(气态)起反应,生成NO(气态)需吸收68 kJ的热量:______________________________________。
(3)卫星发射时可用肼(N2H4)为燃料,1 mol N2H4(气态)在O2(气态)中燃烧,生成N2(气态)和H2O(气态),放出534 kJ的热量:__________________________________________。
(4)已知断裂1 mol H—H键、1 mol N≡N键分别需要吸收436 kJ、946 kJ的能量,生成1 mol N—H键放出391 kJ的能量,试写出N2(g)与H2(g)反应生成NH3(g)的热化学方程式:___________________________________。
(II)已知: C(s)+ O2(g) === CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
2CO(g)+O2(g) === 2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol
TiO2(s)+2Cl2(g) === TiCl4(s)+O2(g) ΔH=+141 kJ/mol
则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) === TiCl4(s)+2CO(g) ΔH= __________________。
【答案】 N2(g)+ 3H2(g)
2NH3(g)ΔH=-92.2 kJ/mol N2(g)+ O2(g) = 2NO(g)ΔH=+68 kJ/mol N2H4(g)+ O2(g) = N2(g) + 2H2O(g)ΔH=-534 kJ/mol N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=92kJ/mol -80 kJ/mol
【解析】(I).(1).34g氨气的物质的量为2mol,说明生成2mol氨气时放出热量92.2kJ,所以该反应的热化学方程式为:N2 (g)+ 3H2(g)
2NH3(g) ΔH= -92.2 kJ/mol,故答案为:N2 (g)+ 3H2(g)
2NH3(g) ΔH= -92.2 kJ/mol;
(2).标况下22.4 LN2的物质的量为1mol,完全反应生成NO吸收68kJ的热量,则该反应的热化学方程式为:N2 (g)+ O2(g) = 2NO(g) ΔH=+68 kJ/mol,故答案为:N2 (g)+ O2(g) = 2NO(g) ΔH=+68 kJ/mol;
(3). 1 mol N2H4(气态)在O2(气态)中燃烧,生成N2(气态)和H2O(气态),放出534 kJ的热量,该反应的热化学方程式为:N2H4 (g)+ O2(g) = N2(g) + 2H2O(g) ΔH=-534 kJ/mol,故答案为:N2H4 (g)+ O2(g) = N2(g) + 2H2O(g) ΔH=-534 kJ/mol;
(4). 在反应N2+3H22NH3中,断裂3molHH键和1molN≡N键共吸收的能量为:3×436kJ+946kJ=2254kJ,生成2molNH3,共形成6molNH键,放出的能量为:6×391kJ=2346kJ,由上述计算数据可知该反应吸收的能量少,放出的能量多,所以该反应为放热反应,放出的热量为:2346kJ2254kJ=92kJ,则热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H= 92kJ/mol,故答案为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H= 92kJ/mol;
(II). 已知: ① C(s)+ O2(g) === CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
② 2CO(g)+O2(g) === 2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol
③ TiO2(s)+2Cl2(g) === TiCl4(s)+O2(g) ΔH=+141 kJ/mol
由盖斯定律可知:2×①-②+③得:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) === TiCl4(s)+2CO(g),其△H=2×(-393.5 kJ/mol)-(-566 kJ/mol)+(+141 kJ/mol)=-80 kJ/mol,故答案为:-80 kJ/mol。
【题目】“一碳化学”是指以含一个碳原子的化合物(如:CO2、CO、CH4、CH3OH等)为初始反应物,合成一系列重要的化工原料和燃料的化学。
(1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应I:2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s)△H1
反应II:NH2COONH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+72.49kJ/mol
总反应:2NH3(g)+CO2(g)==CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3=-86.98kJ/mol
请回答下列问题:
①反应I的△H1=______ kJ/mol
②反应II一般在_________(填“高温”或“低温”)情况下有利于该反应的进行。
③一定温度下,在体积为固定的密闭容器中按计量比进行反应I,下列能说明反应达到了平衡状态的是__________(填序号)。
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化 B.容器内气体总压强不再变化
C.2V正(NH3)=V逆(CO2) D.容器内混合气体的密度不再变化
④环境为真空时,在一敞开容器(非密闭容器)中加入NH2COONH4固体,足够长时间后,反应是否建立平衡状态? ___________(填“是”或“否”)
(2)将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种温度下发生反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如下图。
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①曲线I.II对应的平衡常数大小关系为KI_______KII(填“ >”、“<”或“=”)。
②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
容器 | 甲 | 乙 |
反应物投入量 | 1molCO2、3molH2 | amolCO2、bmolH2 cmol CH3OH(g)、cmolH2O(g)(a、b、c均不为零) |
若甲容器平衡后气体的压强为开始的0.8倍,则甲容器平衡混合气体中CH3OH(g)的体积分数为_______,要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,乙容器中c的取值范围为________。
(3)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如下图,乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是________________。
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