题目内容

【题目】把煤作为燃料可通过下列两种途径:

途径Ⅰ:C(s)+O2(g)=CO2(g);ΔH1=-393.15kJ·mol-1 ①

途径Ⅱ:先制成水煤气:C(s)+H2O(g)=CO(g) +H2(g);ΔH2 ②

再燃烧水煤气:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g);ΔH3=-566kJ·mol-1 ③

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);ΔH4=-484kJ·mol-1 ④

请回答下列问题:

(1)途径Ⅰ放出的热量理论上_______(填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。

(2)ΔH2=______。

(3)煤燃烧的烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减 少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) ΔH1=-200.9kJ·mol-1,NO(g)+O2(g)=NO2(g) ΔH2=-58.2kJ·mol-1,SO2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g) ΔH3=-241.6kJ·mol-1,则反应3NO(g)+O3(g)=3NO2(g)的ΔH=________。

(4)在标准状况下的11.2L甲烷完全燃烧生成CO2和液态水放出444.8kJ热量(298K),能表示其燃烧热的热化学方程式是________;已知断裂1mol下列化学键需要吸收的能量分别为:C=O:745kJ;O=O键:496kJ;C-H键:414kJ,则断裂1molH-O键需要吸收的能量为_______。

【答案】等于 +131.85kJ/mol -317.3kJ·mol-1 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-889.6 kJ/mol 511.9kJ

【解析】

根据盖斯定律的定义与应用进行求解。

(1)根据盖斯定律,化学反应中的能量变化只与物质的始态与终态有关,则途径Ⅰ放出的热量理论上等于途径Ⅱ;

(2)根据盖斯定律,①-(③+④)/2,即可得到C(s)+H2O(g)=CO(g) +H2(g),则ΔH2=[-393.15+(566+484)/2]kJ/mol=+131.85kJ/mol;

(3)已知①NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) ΔH1=-200.9kJ·mol-1,②NO(g)+O2(g)=NO2(g) ΔH2=-58.2kJ·mol-1,根据盖斯定律①+2×②,即可得到3NO(g)+O3(g)=3NO2(g),则ΔH=-200.9 kJ/mol-58.2×2 kJ/mol=-317.3kJ/mol;

(4)甲烷的燃烧热为1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水,则燃烧热的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-889.6 kJ/mol;根据旧键的断裂吸热,新键的形成放热,则4×414+2×496-2×745-4×X=-889.6,解得X=511.9,则断裂1molH-O键需要吸收511.9kJ的热量。

练习册系列答案
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(1)实验室常用来制备氯气的化学方程式为_____________________________________;

(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2、和CO的燃烧热(ΔH)分别为-890.3kJ·mol-1、-285.8kJ.mol-1和-283.0kJ.mol-1,则生成1m3(标准状况)CO所需热量为________________;

(3)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为

____________________________________________;

(4)COCl2的分解反应为COCl2(g)=Cl2(g)+CO(g) ΔH=+108kJ·mol-1。反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出):

①计算反应在第8min时的平衡常数K=__________________;

②比较第2min反应温度T(2)与第8min反应温度T(8)的高低:T(2)_____T(8)

(填“<”、“>”或“=”),

③若12min时反应于温度T(8)下重新达到平衡,则此时c(COCl2)=_______mol·L-1;

④比较产物CO在2-3min、5-6min和12-13min时平均反应速率(平均反应速率分别以v(2-3)、v(5-6)、v(12-13))的大小_______________________________________;

⑤比较反应物COCl2在5-6min和15-16min时平均反应速率的大小:v(5-6)_____v(15-16)(填“<”、“>”或“=”),原因是_____________________________________________________。

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