13.碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题:

(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如下:  ΔH=+88.6 kJ/mol则M、N相比,较稳定的是________。

(2)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH=-238.6 kJ/mol,CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=-a kJ/mol,则a________238.6(填“>”、“<”或“=”)。

(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量,写出该反应的热化学方程式:___________________________________________。

(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料,4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)===2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=-1 176 kJ/mol,则反应过程中,每转移1 mol电子放出的热量为________。

解析:(1)M转化为N是吸热反应,所以N的能量高,不稳定。(2)甲醇燃烧生成CO2(g)和H2(g)属于不完全燃烧,放出的热量少,故a<238.6。(3)反应的化学方程式为2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)===4HCl(g)+CO2(g),当有2 mol Cl2参与反应时释放出290 kJ热量,所以该反应的热化学方程式为2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)===4HCl(g)+CO2(g) ΔH=-290 kJ/mol。(4)所给反应中转移12个电子,故每转移1 mol电子放出的热量为1 176 kJ÷12=98 kJ。

答案:(1)M (2)<

(3)2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)===4HCl(g)+CO2(g) ΔH=-290 kJ/mol (4)98 kJ

12.(2014·运城模拟)在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用 kJ/mol 表示。如图为某反应过程中的能量变化,回答问题。

(1)图中所示的反应是__________(填“吸热”或“放热”)反应,该反应的ΔH=______(用含E1、E2的代数式表示)。

(2)已知热化学方程式:H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ/mol,该反应的活化能为167.2 kJ/mol,则其逆反应的活化能为__________。

(3)对于同一反应,图中过程(Ⅱ)与过程(Ⅰ)相比,反应速率加快,你认为可能的原因是________________________________________________________________________。

(4)通常把拆开1 mol化学键所吸收的热量看成该化学键的键能。已知部分化学键的键能如表所示:

化学键
N—H
N—N
O===O
N≡N
O—H
键能(kJ/mol)
386
167
498
946
460

发射神舟飞船的长征火箭用了肼(N2H4,气态)为燃料,试写出它在氧气中燃烧生成了N2和气态水的热化学方程式____________________________________________________。

解析:(1)根据图像可知,生成物总能量比反应物总能量低,反应为放热反应,ΔH=E2-E1。

(2)逆反应的活化能为167.2 kJ/mol-(-241.8 kJ/mol)=-409.0 kJ/mol。

(3)Ⅱ线和Ⅰ线相比,反应速率加快,反应的活化能降低,可能是加入了催化剂。

(4)反应的化学方程式为N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g),ΔH=E(O—O)+E(N—N)+4E(N—H)-E(N≡N)—4E(O—H)=-577 kJ/mol。

答案:(1)放热 E2-E1 (2)409.0 kJ/mol

(3)加入了催化剂

(4)N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)

ΔH=-577 kJ/mol

二、非选择题

11.当前能源危机是一个全球性问题,开源节流是应对能源危机的重要举措。

(1)下列做法有利于能源“开源节流”的是______ (填字母)。

a.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源

b.大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求

c.开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源,减少使用煤、石油等化石燃料

d.减少资源消耗,加大资源的重复使用、资源的循环再生

(2)金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,在氧气充足时充分燃烧生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。

①在通常状况下,金刚石和石墨相比较,________(填“金刚石”或“石墨”)更稳定,石墨的燃烧热ΔH=________。

②12 g石墨在一定量空气中燃烧,生成气体36 g,该过程放出的热量为________。

(3)已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ/mol、497 kJ/mol。

N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+180.0 kJ/mol。

NO分子中化学键的键能为________ kJ/mol。

(4)综合上述有关信息,请写出用CO除去NO的热化学方程式:________________________________________________________________________。

解析:(1)通过分析只有b项不利于能源“开源节流”。

(2)①石墨的能量较低,更稳定。石墨的燃烧热指1 mol石墨完全燃烧生成CO2时放出的热量。②12 g石墨和24 g氧气反应,即1 mol C和0.75 mol O2反应,则生成0.5 mol CO和0.5 mol CO2,放出的热量为0.5 mol×110.5 kJ/mol+0.5 mol×393.5 kJ/mol=252.0 kJ。

(3)ΔH=E(N2)+E(O2)-2E(NO),2E(NO)=946 kJ/mol+497 kJ/mol-180.0 kJ/mol,E(NO)=631.5 kJ/mol。

(4)已知:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ/mol,N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+180.0 kJ/mol,目标反应 2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)可由两个反应相减获得,则ΔH=-746.0 kJ/mol。

答案:(1)a、c、d

(2)①石墨 -393.5 kJ/mol ②252.0 kJ

(3)631.5

(4)2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)

ΔH=-746.0 kJ/mol

 0  116341  116349  116355  116359  116365  116367  116371  116377  116379  116385  116391  116395  116397  116401  116407  116409  116415  116419  116421  116425  116427  116431  116433  116435  116436  116437  116439  116440  116441  116443  116445  116449  116451  116455  116457  116461  116467  116469  116475  116479  116481  116485  116491  116497  116499  116505  116509  116511  116517  116521  116527  116535  447090 

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