I:(1)氢气被人们看作理想的绿色能源,己知氢气的热值是143kJ·g-1。请写出氢气燃烧的热化学方程式 。
(2)1molN2(g)和1molO2(g)在一定条件下反应生成2molNO(g),吸收180kJ的热量,已知断裂1molN2(g)中的N≡N和1molO2(g)中的O=O分别需要吸收946kJ和498kJ的能量,则1molNO分子中的化学键形成时可释放_______kJ的能量。
Ⅱ:在一个U形管里盛有氯化铜溶液,并插入两块锌片作电极,如图所示:
(1)如果把电键K接A,这一装置形成 装置,Zn①极是_____极,其电极反应式是_______________________。
(2)上述反应进行5min后,转换电键K到C,这一装置形成________装置,Zn②极是_______极,其电极反应式是____________________;
(3)上述装置进行2min后,再转换电键K到B,在Zn②极上发生的腐蚀属于 ,Zn①极发生的腐蚀主要属于 。
(6分)通常把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能. 已知部分化学键的键能如下:
化学键 |
N—H |
N—N |
O==O |
N≡N |
O—H |
键能(kJ/mol) |
386 |
167 |
498 |
946 |
460 |
(1)发射神舟飞船的长征火箭用了肼(N2H4,气态)为燃料,若它在氧气(气态)中燃烧,生成N2(气态)和H2O(液态).1 mol肼完全燃烧时放出的热量为________ .
(2)为了提高肼(N2H4)燃烧过程中释放的能量,常用二氧化氮作氧化剂代替氧气,这两者反应生成氮气和水蒸气.且:
①N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH1=+67.7 kJ/mol
②N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534 kJ/mol
试写出肼和NO2完全反应的热化学方程式:____________________________________
(3)随着中国空间技术的发展,中俄于2009年携手探火星工程,寻找更高效的火箭推进剂也被提到了议事日程.在实验室我国科研人员应用电子计算机模拟出具有高能量的物质N60,它的结构与C60十分相似.已知N60分子中每个N原子均以氮氮键结合三个氮原子,且N60分子结构中每个氮原子均形成8个电子的稳定结构.试推测1个N60的结构含有________个N—N键.
“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
(1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请完成该反应的化学方程式:
___ C+ ___ KMnO4+ H2SO4 = ____CO2↑+ ____MnSO4 + ____K2SO4+
(2)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
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下二组数据:
实验组 |
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 |
6 |
2 |
900 |
2 |
1 |
0.4 |
1.6 |
3 |
①实验1中以v(CO2)表示的反应速率为 (保留小数点后二位数,下同)。
②实验2条件下平衡常数K=_________,该反应为 (填“吸”或“放”)热反应。
(3)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH =-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH =-566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH =-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式:
。
⑷某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如右图所示的电池装置。
①该电池负极的电极反应为: 。
②该电池工作时,溶液中的OH-向______极移动。
(1)已知拆开1molH-H键,lmolN-H键,1mol 键分别需要的能是436kJ、39lkJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为________________________________。
(2)科学家盖斯曾提出:“不管化学过程是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的。”利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应。已知:
则白磷的稳定性比红磷_____________(填“高”或“低”),理由是________________
__________________________________________________________________________。
科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。请回答下列问题:
(1)用太阳能分解10mol水消耗的能量是_____________kJ;
(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_____________;
(3)在容积为2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变的情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1、T2均大于300℃);
下列说法正确的是______(填序号)
①温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为
v(CH3OH)=nA/tA mol·L-1·min-1
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2,
达到平衡时增大
(4)在T1温度时,将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CO2转化率为a,则容器内的压强与起始压强之比为______;
(5)在直接以甲醇为燃料电池中,电解质溶液为酸性,负极的反应式为________、正极的反应式为________。理想状态下,该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1KJ,则该燃料电池的理论效率为________(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)
为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定,也可进行理论推算。
(1)实验测得,5g液态甲醇(CH3OH)在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量,试写出甲醇燃烧的热化学方程式_________________。
(2)由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中,拆开化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量。
化学键 |
H-H |
N-H |
N≡N |
键能/kJ·mol-1 |
436 |
391 |
945 |
已知反应N2+3H22NH3 △H="a" kJ·mol-1。试根据表中所列键能数据估算a的数值为________。
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知:C(s,石墨)+02(g)=C02(g) △H1=-akJ·mol-1
2H2(g)+02(g)=2H20(l) △H2=-bkJ·mol-1
2C2H2(g)+502(g)=4C02(g)+2H20(l) △H3=-ckJ·mol-1
根据盖斯定律,计算298K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反应的焓变 :△H=_________。
(1)化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知:N≡N键的键能是948.9kJ·mol-1,H-H键的键能是436.0kJ·mol-1;由N2和H2合成1molNH3时可放出46.2kJ的热量。N-H键的键能是 。
(2)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H=-24.8kJ·mol-1
3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H=-47.2kJ·mol-1
Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H=+640.5kJ·mol-1
写出CO气体还原FeO固体得到Fe 固体和CO2气体的热化学反应方程式:
_________________ 。
(4分)25℃,1.01×10Pa时8 g甲烷完全燃烧,当恢复至原状态时,放出445 kJ热量,此反应的热化学方程式为:________ ___________.
某实验活动小组在实验室进行中和反应反应热的测定。请回答下列问题:
(1)测定中和反应反应热的实验装置如图所示。在两个烧杯之间填弃碎泡沫塑料的目的是 。
(2)在进行中和反应反应热的测定中,量取50 mL 0.50mol/L的盐酸,倒入小烧杯中,测量盐酸的温度,然后需加入下列 试剂(填序号)
①50mL 0.50mol/L NaOH溶液
②50mL 0.55mol/L NaOH溶液
③1.0g NaOH固体
(3)下述情况会使中和反应反应热的测定结果偏小的是(填序号)
a.用量筒量取50mL 0.50mol/L的盐酸时仰视读数
b.分多次把(2)中所选试剂倒入盛有盐酸的小烧杯中
c.用醋酸代替盐酸
在密闭容器中充有10mol CO与20mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇:
CO的转化率与温度、压强的关系如图所示。
(1)若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态。将混合气体加热至200℃,自反应开始达到平衡状态A点所需要的时间为a min,容器体积为b L。反应达A点时此过程的反应速率为v(CO)= mol/(L·min),则该温度下的平衡常数KA= 。B点时容器的体积VB= b L (填“>”、“<”或“=”)。此反应的反应热
△H= 0(填“>”或“<”)
(2)若A、C两点分别表示某温度、压强下达到的平衡状态。则自反应开始达到平衡状态所需要的时间tA tC(填“>”、“<”或“=”)
(3)在不改变反应物用量情况下,为提高CO转化率可采取的措施是 (写出一种方法即可)
(1)实验室在配制氯化铁溶液时,常出现少许浑浊,原因离子方程式表示为 。为防止出现这样的现象,在配制时常加入
(2)根据下列2个热化学反应方程式:
FeO(s)+CO(g)=" Fe(s)+" CO2(g) △H= ―218kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H= +640.5kJ/mol
写出CO气体还原Fe3O4固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式:
______________
(4)常温下,等物质的量的浓度的①氨水 ②NH4HSO4 ③NH4Cl ④(NH4)2CO3
⑤(NH4)2SO4溶液中,c(NH4+)由大到小的顺序为_____________________________(填序号)
(1)肼(N2H4)和NO2是一种双组分火箭推进剂。两种物质混合发生反应生成N2和H2O(g),已知8g气体肼在上述反应中放出142kJ热量,其热化学方程式为
________________________________________________。
(2)0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,其热化学反应方程式为 ;
又知H2O(l)H2O(g);△H=+44kJ/mol,则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时,放出的热量是 kJ。
(7分)火箭推进器中盛有强还原剂液态胼(NH凰)和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量的热。已知0.4 mol液态肼与足量的液态双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出256 KJ的热量。
(1)反应的热化学方程式为 。
(2)又已知H0(I)=H0(g);△H="+44" kJ/mol。则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 KJ。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是 。
(4)已知N(g)+2O (g)=2N0(g) △H=+67.7kJ/mol
NH(g)+0(g)=N(g)+2H0(g) △H=-534kJ/mol
则肼与N0完全反应生成氮气和液态水的热化学方程式为
化学能的转化在现实生活中得到了广泛的利用。回答以下问题:
(Ⅰ)(1)在25℃、101kPa下,1g甲烷完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出55 kJ的热量,写出表示甲烷燃烧的热化学方程式: 。
(2)2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) ΔH1=" —702" kJ/mol
2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s) ΔH2=" —182" kJ/mol
由此可知ZnO(s)+Hg(l)= Zn(s)+HgO(s) △H3= 。
(3)20世纪30年代,Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量过渡态。下图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:
(Ⅱ)下图为相互串联的甲乙两个电解池:
请回答:
(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置,则:
A极是 极,材料是 ,电极反应为 ,
B极是 极,材料是 ,电极反应为 ,
电解质溶液为 。
(2)乙池中若滴入少量酚酞试液,开始一段时间后,Fe极附近呈 色。
(3)若甲槽阴极增重12.8g,则乙槽阳极放出气体在标准状况下的体积
_________________。
(4)同时若乙槽剩余液体为400mL,则电解后得到碱液的物质的量浓度为
__ _____。