题目内容
【题目】研究化学反应中的能量变化有利于更好的开发和使用化学能源。
(1)金属镁[Mg(s)]分别与卤素单质[F2(g)、Cl2(g)、Br2(l)、I2(s)]反应的能量变化如图所示。
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①写出Mg(s)和I2(s)反应的热化学方程式:_______。
②反应:MgCl2(s)+F2 (g)=MgF2(s)+Cl2 (g)的ΔH=___________。
(2)CH4用NiO作载氧体的化学链燃烧示意图如图所示。
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主要热化学反应如下:2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s) ΔH=-479.8 kJ·mol-1;CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(l)+4Ni(s) ΔH=+68.9 kJ·mol-1
①CH4的燃烧热是_______。
②CH4的“化学链燃烧”有利于二氧化碳的分离与回收,所放出的热量在相同条件下与CH4的直接燃烧相比_________(填“前者大”、“后者大”、或“相同”)。
(3)已知H2、CO的燃烧热分别为285.8 kJ·mol-1、283.0 kJ·mol-1,25℃时,4 g H2和28 g CO的混合气体充分燃烧,恢复至原温,能放出的热量为_______kJ。
【答案】Mg(s)+I2(s)=MgI2(s) ΔH=-364 kJ·mol-1 -483 kJ·mol-1 890.7 kJ·mol-1 相同 854.6
【解析】
(1)①由图像可知1mol Mg(s)和1mol I2(s)反应生成1mol MgI2(s)放出364 kJ的热量;
②由图可知Mg(s)+F2(g)=MgF2(s) △H=-1124kJ/mol,Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s) △H= -641kJ/mol,结合盖斯定律计算反应MgCl2(s)+F2 (g)=MgF2(s)+Cl2 (g)的ΔH;
(2)①根据已知热化学方程式,结合盖斯定律写出甲烷燃烧热的热化学方程式;
②由盖斯定律知一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成,反应热是相等的;
(3)燃烧热指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量,据此解答。
(1)①由图像可知Mg(s)和I2(s)反应的热化学方程式为:Mg(s)+I2(s)=MgI2(s) ΔH= -364kJ·mol-1;
②由图可知Mg(s)+F2(g)=MgF2(s) △H= -1124kJ/mol,Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s) △H= -641kJ/mol,结合盖斯定律,将第一个方程式减去第二方程式得MgCl2(s)+F2 (g)=MgF2(s)+Cl2 (g)的ΔH= -483 kJ·mol-1;
(2)①已知,2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s) ΔH= -479.8kJ·mol-1;CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(l)+4Ni(s) ΔH= +68.9kJ·mol-1,结合盖斯定律,将第一个方程式乘以2加上第二方程式得CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -890.7kJ·mol-1,则CH4的燃烧热是890.7kJ·mol-1;
②由盖斯定律知一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成,反应热是相等的,则CH4的“化学链燃烧”所放出的热量在相同条件下与CH4直接燃烧所放出的热量相同;
(3)燃烧热指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量,则1mol H2完全燃烧放出285.8kJ的热量,1mol CO完全燃烧放出283.0kJ的热量,4g H2为2mol,28g CO为 1mol,充分燃烧,恢复至原温,能放出的热量为285.8×2+283.0=854.6kJ。
【题目】向甲、乙、丙三个密闭容器中充入一定量的A和B,发生反应:xA(g)+B(g)
2C(g)。各容器的反应温度、反应物起始量,反应过程中C的浓度随时间变化关系分别用下表和如图表示:下列说法正确的是( )
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容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
容积 | 0.5L | 0.5L | 1.0L |
温度 | T1 | T2 | T2 |
反应物起始量 | 0.5molA 1.5molB | 0.5molA 1.5molB | 2.0molA 6.0molB |
A.由图可知:T1<T2,且该反应为吸热反应
B.T2时该反应的平衡常数K=0.8
C.物质A的化学计量数x=2
D.保持甲容器体积不变,向其中通入He气体,达到新平衡后,C的百分含量减小