10.到目前为止,由化学能转变为热能或电能仍然是人类使用最主要的能源。

(1)化学反应中放出的热能(焓变,ΔH)与反应物和生成物在反应过程中断键和形成新键过程中吸收和放出能量的大小有关。

已知:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-185 kJ/mol,断裂1 mol H—H键吸收的能量为436 kJ,断裂1 mol Cl—Cl键吸收的能量为247 kJ,则形成1 mol H—Cl键放出的能量为________。

(2)燃料燃烧将其所含的化学能转变为我们所需要的热能。已知:

①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ/mol

②C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol

③2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol

标准状况下22.4 L氢气和甲烷的混合气体在足量的氧气中充分燃烧反应放出588.05 kJ的热量,原混合气体中氢气的质量是________。根据以上三个热化学方程式,计算C(s,石墨)+2H2(g)===CH4(g)的反应热ΔH为________。

解析:(1)H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-185 kJ/mol,该反应的ΔH=旧键断裂吸收的能量-新键形成放出的能量,设形成1 mol H—Cl键放出的能量为x,则每发生这样的反应1 mol,ΔH=436 kJ/mol+247 kJ/mol-2x=-185 kJ/mol,解得x=434 kJ/mol,所以每形成1 mol H—Cl键放出434 kJ的热量。

(2)设混合气体中CH4的物质的量为a,H2的物质的量为b,a+b=1 mol,890.3 kJ/mol×a+571.6 kJ/mol×b/2=588.05 kJ,解得a=0.5 mol,b=0.5 mol,所以H2的质量为0.5 mol×2 g/mol=1.0 g。

根据反应C(s,石墨)+2H2(g)===CH4(g)可知,②+③-①即得,所以该反应的反应热为ΔH=-571.6 kJ/mol-393.5 kJ/mol+890.3 kJ/mol=-74.8 kJ/mol。

答案:(1)434 kJ (2)1.0 g -74.8 kJ/mol

 

9.(1)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。

已知:①N2(g)+2O2(g)===N2O4 (l)

ΔH1=-19.5 kJ/mol

②N2H4(l)+O2(g)=== N2(g)+2H2O(g)

ΔH2=-534.2 kJ/mol

写出肼和N2O4 反应的热化学方程式:

________________________________________________________________________。

(2)碘也可用作心脏起搏器电源——锂碘电池的材料,该电池反应为:2Li(s)+I2(s)===2LiI(s) ΔH。

已知:4Li(s)+O2(g)===2Li2O(s) ΔH1;

4LiI(s)+O2(g)===2I2(s)+2Li2O(s) ΔH2。

则电池反应的ΔH=______________;碘电极作为该电池的________极。

(3)已知:温度过高时,WO2(s)转变为WO2(g):

WO2(s)+2H2(g)W(s)+2H2O(g)

ΔH=+66.0 kJ/mol

WO2(g)+2H2(g)W(s)+2H2O(g)

ΔH=-137.9 kJ/mol

则WO2(s)WO2(g)的ΔH=________________。

(4)铝是地壳中含量最高的金属元素,其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。

真空碳热还原-氯化法可实现由铝土矿制备金属铝,其相关反应的热化学方程式如下:

Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)===3AlCl(g)+3CO(g)

ΔH=a kJ/mol

3AlCl(g)===2Al(l)+AlCl3(g) ΔH=b kJ/mol

则反应Al2O3(s)+3C(s)===2Al(l)+3CO(g)的ΔH=________ kJ/mol(用含a、b的代数式表示)。

解析:(1)肼与N2O4反应生成N2和水蒸气:2N2H4+N2O4===3N2+4H2O,观察已知的两个热化学方程式运用盖斯定律可知,②×2-①得:2N2H4(l)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=ΔH2×2-ΔH1=-1 048.9 kJ/mol。

(2)直接运用盖斯定律,前式减去后式,然后除以2得:

ΔH=(ΔH1-ΔH2)/2;I2在反应中得到电子,为正极。

(3)根据题意可知,反应①WO2(s)+2H2(g)W(s)+2H2O(g) ΔH=+66.0 kJ/mol和②WO2(g)+2H2(g)W(s)+2H2O(g) ΔH=-137.9 kJ/mol,①-②可得WO2(s)WO2(g) ΔH=+203.9 kJ/mol。

(4)将题给的两个热化学方程式相加,即可得到所要求的热化学方程式,ΔH也随之相加即可。

答案:(1)2N2H4(l)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(g) 

ΔH=-1 048.9 kJ/mol (2)(ΔH1-ΔH2)/2 正 

(3)+203.9 kJ/mol (4)a+b

 0  116342  116350  116356  116360  116366  116368  116372  116378  116380  116386  116392  116396  116398  116402  116408  116410  116416  116420  116422  116426  116428  116432  116434  116436  116437  116438  116440  116441  116442  116444  116446  116450  116452  116456  116458  116462  116468  116470  116476  116480  116482  116486  116492  116498  116500  116506  116510  116512  116518  116522  116528  116536  447090 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网