题目内容

【题目】阅读下列有关能源的材料,回答有关问题:

(1)在常温,1.01×105Pa时,48g 甲醇在足量的氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水,放出1089kJ的热量,则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为____________________________。

(2)在生产和生活中经常遇到化学能与电能的相互转化。在如图甲、乙两装置中,甲中负极电极反应式为____________________________,甲中的阳离子向 _______ 极移动(填“正”或“负”);乙中铝电极作____极,乙中正极电极反应式为____________________________

(3)肼(N2H4)可作为火箭发动机的燃料,有关肼化学反应的能量变化如图所示,已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ):N≡N为944、O=O为500、N-N为154,则反应物转化为中间产物的ΔH3=_________,断裂1 mol N—H键所需的能量是__________ kJ。

(4)工业制氢气的一个重要反应是:CO(g)+ H2O(g) =CO2(g) + H2(g),

已知25℃时: C(石墨)+O2(g) = CO2(g) ; △H1 = -394 kJmol-1

C(石墨)+O2(g) = CO(g); △H2 = -111 kJmol-1

H2(g)+ O2 (g)=H2O(g); △H3= -242kJmol-1

试计算25℃时CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的反应热△H=____________kJmol-1。

【答案】CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-726kJ/moL Zn-2e-=Zn2+ 正 负 2H2O+2e-=H2↑+2OH- +2218kJ/moL 391 -39kJ/moL

【解析】

根据盖斯定律,由已知热化学方乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式,反应热也乘以相应的系数并进行相应的加减,据此计算。

(1)48g CH3OH在氧气中燃烧生成CO2和液态水,放出1089kJ热量,32g即1mol CH3OH在氧气中燃烧生成CO2和液态水,放出726kJ热量,则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为:CH3OH(g)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l) △H= -726kJ/mol;

(2)原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应,甲中负极电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+;原电池中阳离子向正极移动,即向Pt电极移动;

乙中镁的金属性强于铝的,但镁不与氢氧化钠溶液反应,铝与氢氧化钠溶液反应,铝失电子作为负极,乙中正极上水电离产生的氢离子得电子产生氢气,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-;

(3)根据图像可知:N2H4(g)+O2(g)=2N(g)+4H(g)+2O(g)

△H3=2752kJ/mol-534kJ/mol=+2218kJ/mol;

化学反应中,旧键断裂吸收能量,设断裂1molN-H键所需的能量为x,则旧键断裂吸收的能量=154+4x+500=2218,解得:x=391;

(4)已知在25℃时:

①C(石墨)+O2(g)═CO2(g) △H1= -394kJ/mol

②C(石墨)+O2(g)═CO(g) △H2= -111kJ/mol

③H2(g)+O2(g)═H2O(g) △H3= -242kJ/mol

由盖斯定律,①-③-②得:CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g),故△H=△H1-△H3-△H2= -111kJ/mol -(-394kJ/mol)-(-242kJ/mol)= -39kJ/mol。

练习册系列答案
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【题目】运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义,请完成下列探究。

(1)生产氢气:将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g) ΔH=+131.3kJ·mol-1,ΔS=+133.7J·mol-1·K-1,

①该反应在低温下___________(填“能”或“不能”)自发进行。

②写出该反应的平衡常数表达式_________________。

(2)已知在400℃时,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的K=0.5。

①在400℃时,2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的K′=________(填数值)。

②400℃时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应v(N2)正________v(N2)逆(填“>”、“<”、“=”或“不能确定”)。

③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,则合成氨反应的平衡________移动(填“向左”、“向左”或“不”);反应的ΔH__________(填“增大”、“减小”或“不改变”)。

(3)水煤气转化反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)在一定温度下达到化学平衡。现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应,得到如下两组教据:

实验编号

温度/℃

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡所需时间/min

CO

H2O

H2

CO

1

650

4

2

1.6

2.4

5

2

900

2

1

0.4

1.6

3

① 实验l中以CO2表示的反应速率为v(CO2)=____________;

② 实验1的平衡常数K1__________实验2的平衡常数K2(填“大于””小于,“等于”“不能确定”)。

③ 该反应正方向为_____________(填“吸”或‘放”)热反应;

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