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【题目】(1)已知:P4(s)+6Cl2(g)4PCl3(g) ΔH=akJ·mol-1,P4(s)+10Cl2(g)4PCl5(g) ΔH=bkJ·mol-1;破坏PCl5中1mol P—Cl键所需能量为ckJ·mol-1,破坏PCl3中1molP—Cl键所需能量为1.2ckJ·mol-1。则破坏Cl2中1molCl—Cl键所需的能量为___________________。

(2)工业合成氨时,合成塔中每生成1molNH3放出46kJ的热量。其反应过程的能量变化如图。b值为________kJ。加入催化剂,a值____(填“增大”“减小”或“不变”,下同)。压缩容器体积,b值___。

(3)“嫦娥二号”卫星使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)作推进剂。N2O4与偏二甲肼燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g),并放出大量热,已知10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量,该反应的热化学方程式为_____________________________。

【答案】 92 减小 不变 C2H8N2(l)+2N2O4(l)===2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g) ΔH=-2 550.0 kJ·mol-1

【解析】

(1)①P4(s)+6Cl2(g)═4PCl3(g)△H=a kJmol-1,②P4(s)+10Cl2(g)═4PCl5(g)△H=b kJmol-1;利用盖斯定律 得:Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(g)△H= kJmol-1,再结合焓变=反应物键能之和-生成物键能之和分析解答;

(2)根据能量图可知b值为1mol氮气和3mol氢气完全反应生成2mol NH3放出的热量;加入催化剂,降低反应的活化能;压缩容器体积,平衡发生移动,但反应热不变,据此解答;

(3)根据物质的量与热量成正比,以及热化学方程式的书写方法来解答。

(1)①P4(s)+6Cl2(g)═4PCl3(g)△H=a kJmol-1,②P4(s)+10Cl2(g)═4PCl5(g)△H=b kJmol-1;利用盖斯定律 得:Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(g)△H= kJmol-1,焓变=反应物键能之和-生成物键能之和,可得:E(Cl-Cl)+3×1.2c-5c= kJmol-1,解得E(Cl-Cl)= kJmol-1,故答案为:;

(2)根据能量图可知b值为1mol氮气和3mol氢气完全反应生成2mol NH3放出的热量,又每生成1mol NH3,放出46kJ的热量,所以b=46×2=92;加入催化剂,降低反应的活化能,则a减小,但活化能之差不变,则反应热b不变;压缩容器体积,平衡会发生移动,但反应热不变,即b值不变,故答案为:92;减小;不变;

(3)10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量,则1mol液态偏二甲肼与足量的液态四氧化二化氮完全反应生成N2(g)、CO2(g)、H2O(g)、放出的热量为×425 kJ =2250kJ,则热化学方程式为:C2H8N2(l)+2N2O4(l)=3N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g) △H=-2250kJ/mol,故答案为:C2H8N2(l)+2N2O4(l)=3N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g) △H=-2250kJ/mol。

练习册系列答案
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【题目】(1)25 ℃时,制备亚硝酰氯所涉及的热化学方程式和平衡常数如表:

热化学方程式

平衡常数

①

2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g) ΔH1=a kJmol-1

K1

②

4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+ 2NO(g)+Cl2(g) ΔH2=b kJmol-1

K2

③

2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g) ΔH3

K3

则该温度下,ΔH3=_______________kJmol-1;K3=_____________(用K1和K2表示)。

(2)25℃时,在体积为2L的恒容密闭容器中通入0.08 mol NO和0.04 molCl2发生上述反应③,若反应开始与结束时温度相同,数字压强仪显示反应过程中压强(p)随时间(t)的变化如图Ⅰ实线所示,则ΔH3 ___(填“>”“<”或“=”)0;若其他条件相同,仅改变某一条件,测得其压强随时间的变化如图Ⅰ虚线所示,则改变的条件是_____________;在5 min时,再充入0.08 mol NO和0.04 molCl2,则混合气体的平均相对分子质量将_____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。图Ⅱ是甲、乙两同学描绘上述反应③的平衡常数的对数值(lgK)与温度的变化关系图,其中正确的曲线是______(填“甲”或“乙”),a值为__________。25 ℃时测得反应③在某时刻,NO(g)、Cl2(g)、NOCl(g)的浓度分别为0.8、0.1、0.3,则此时v正_________v逆(填“>”“<”或“=”)

(3)在300 ℃、8 MPa下,将CO2和H2按物质的量之比1∶3 通入一密闭容器中发生CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)中反应,达到平衡时,测得CO2的平衡转化率为50%,则该反应条件下的平衡常数为Kp=_____(用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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