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。分析图中信息,回答下列问题:
(1)图一是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: 。在反应体系中加入催化剂,E1和E2的变化是:E1_________,E2________(填“增大”、“减小”或“不变”),对反应热是否有影响?_______________,原因是_________ 。
(2)图二是红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)的反应过程与能量关系图(图中的△H表示生成1mol产物的数据)。根据图二回答下列问题:
① P(s)和Cl2(g)反应生成PCl3(g)的热化学方程式 。
② P(s)和Cl2(g)分两步反应生成1molPCl5(g)的△H1与P(s)和Cl2(g)一步反应生成1molPCl5(g)的△H2关系是:△H2______△H1(填“大于”、“小于”或“等于”),原因是 。
(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。
(1)甲醇是一种重要的化工产品,可利用甲醇催化脱氢制备甲醛。甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示。
反应过程中的能量关系
①甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
②过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热是否相同?____________原因是__________________________________。
③写出甲醇催化脱氢转化为甲醛的热化学反应方程式________________________________。
(2)已知:①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1
下列说法正确的是________。
A.CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量 |
B.①反应中,反应物的总能量高于生成物的总能量 |
C.根据②推知反应:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9 kJ·mol-1 |
D.反应②的能量变化如图所示 |
下表为部分短周期元素化合价及相应氢化物沸点的数据:
元素性质 |
元素编号 |
|||||||
A |
B |
C |
D |
E |
F |
G |
H |
|
原子半径 |
0.102 |
0.075 |
0.117 |
0.074 |
0.110 |
0.071 |
0.099 |
0.077 |
最高化合价 |
+6 |
+5 |
+4 |
|
+5 |
|
+7 |
+4 |
最低化合价 |
-2 |
-3 |
-4 |
-2 |
-3 |
-1 |
-1 |
-4 |
已知:①A与D可形成化合物AD2、AD3,②B与D可形成多种化合物,其中BD、BD2是常见的化合物,C可用于制光电池。请回答:
(1)E在周期表中位置是 :
(2)C和H的气态氢化物的稳定性强弱关系为: (用分子式表示)
(3)32g AD2气体和D2气体恰好完全反应生成AD3气体,放出49.15kJ的热量,则其反应热化学方程式为:
(4)分子组成为ADG2的物质在水中会强烈水解,产生使品红溶液褪色的无色气体和一种强酸。该反应的化学方程式是: 。
(5)工业上可用纯碱溶液处理BD和BD2,该反应如下:
BD+BD2+Na2CO3=2 +CO2横线上某盐的化学式应为
指出下列反应属于吸热反应还是放热反应。
①燃烧木炭取暖 ; ②煅烧石灰石制生石灰 ;
③Ba(OH)2·8H2O晶体与氯化铵晶体反应 ; ④铝与稀盐酸反应 ;
⑤食物因氧化而腐败 ; ⑥生石灰与水作用制熟石灰 ;
⑦灼热的炭与二氧化碳反应 ; ⑧酸碱中和反应 。
(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
按要求回答下列问题:
(1)金刚石、石墨燃烧的热化学方程式:
①C(s,金刚石)+O2(g) =CO2(g) △H = -395.4 kJ/mol
②C(s,石墨)+O2(g) =CO2(g) △H = -393.5 kJ/mol
则石墨转化为金刚石的反应热△H= 。
(2)试写出硫酸铜溶液中加入过量浓氨水的离子方程式: 。
(3)已知25℃时,CH3COOH的 Ka=1.8×10-5,H2CO3的Ka1=4.1×10-7 ,Ka2=5.6×10-11,
等物质的量浓度的下列溶液中,NH4+的浓度由大到小的顺序是 (填序号)。
①CH3COONH4 ②NH4HCO3 ③ NH4HSO4 ④ NH4NO3
分别取40mL的0.50 mol/L盐酸与40mL的0.55 mol/L氢氧化钠溶液进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。请回答下列问题。
(1)理论上稀强酸、稀强碱反应生成1 mol 水时放出57.3 kJ的热量,写出表示稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式__________________________________。
(2)如图所示,A为泡沫塑料板,上面有两个小孔,分别插入温度计和环形玻璃搅拌棒,两个小孔不能开得过大,其原因是_____________________________________________;
(3)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g/cm3,又知中和后生成溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)。为了计算中和热,实验时还需测量的数据有(填序号)________。
A.反应前盐酸溶液的温度 |
B.反应前盐酸溶液的质量 |
C.反应前氢氧化钠溶液的温度 |
D.反应前氢氧化钠溶液的质量 |
E.反应后混合溶液的最高温度
F.反应后混合溶液的质量
(4)某学生实验记录数据如下:
实验 序号 |
起始温度t1/℃ |
终止温度t2/℃ |
|
盐酸 |
氢氧化钠 |
混合溶液 |
|
1 |
20.0 |
20.1 |
23.2 |
2 |
20.2 |
20.4 |
23.4 |
3 |
20.5 |
20.6 |
23.6 |
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH=________;
利用化学反应原理研究生产、生活中的实际问题具有十分重要的意义:
(Ⅰ)氮气和氢气合成氨是化学工业中极为重要的反应,其热化学方程式可表示为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1。请回答下列问题:
(1)取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,测得反应放出的热量_____92 kJ(填“大于”“等于”或“小于”),原因是_______;若加入催化剂,ΔH (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)已知:分别破坏1 mol N≡N键、1 mol H—H键需要吸收的能量为:946 kJ、436 kJ,则破坏1 mol N—H键需要吸收的能量为______kJ。
(3)N2H4可视为:NH3分子中的H被—NH2取代的产物。发射卫星用N2H4(g)为燃料,NO2为氧化剂生成N2和H2O(g)。
已知:N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH1=+67.7 kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534 kJ·mol-1。
则:1 mol N2H4完全反应的热化学方程式为 。
(Ⅱ)某铅蓄电池的正、负极标记被磨损。试用下图装置设计实验,识别出此铅蓄电池的正负极。
(1)若A接E,B接F,而B电极出现 ,反应式为 ,则说明F为正极;
(2)若铅蓄电池工作时(放电),其E所在电极的电极反应式为: ,充电时该极与外加电源的 极相连。
(3)若用该电池电解Cu(NO3)2 溶液,其电解方程式为
若有0.2mol电子发生转移,则正极消耗的PbO2的物质的量是 ;要想CuSO4溶液恢复原样,需加入的物质是 ,质量为
(6分)按要求回答下列问题:
(1)实验测得,5g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)已知稀溶液中,1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应生成正盐时,放出114.6 kJ热量,写出表示H2SO4与NaOH反应的热化学方程式
_____________ 。
(3)已知下列反应的焓变:
①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H1=-870.3kJ/mol
②C(s)+O2(g) =CO2(g) △H2=-393.5kJ/mol
③2 H2(g)+O2(g) =2H2O(l) △H3=-285.8kJ/mol
试计算反应2C(s)+2H2(g)+O2(g) =CH3COOH(l)的焓变ΔH=
已知下列热化学方程式:
①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
④C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1,
回答下列问题:
(1)上述反应中属于放热反应的是____________。
(2)H2的燃烧热为____________;C的燃烧热为____________。
(3)燃烧10 g H2生成液态水,放出的热量为____________。
(4)写出CO燃烧的热化学方程式__________________________________。
(5分)能源是现代文明的原动力,通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化,从而开辟新能源和提高能源的利用率。
(1))氢气在燃烧时,放出大量热量,说明该反应是 热反应,这是由于反应物的总能量 生成物的总能量(填“大于”、“小于”或“等于”,下同);从化学反应的本质角度来看,由于断裂反应物中的化学键吸收的总能量 形成产物的化学键放出的总能量
(2)氢气被公认为是21世纪代替矿物燃料的理想能源,5.2g氢气燃烧时放出286kJ热量,而每千克汽油燃烧时放出的热量为46000kJ。试据此分析氢气作为能源代替汽油的优势
。
(1)在101 kPa时,1 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出890.3 kJ的热量,CH4的燃烧热为 .1120L CH4(标准状况)燃烧后所产生的热量为
(2)已知0.5 mol甲烷与0.5 mol水蒸气在t℃、p kPa时,完全反应生成一氧化碳和氢气(合成气),吸收了a kJ热量,该反应的热化学方程式是:
(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948.9 kJ/mol,H—H键的键能是436.0 kJ/mol;由N2和H2合成1 mol NH3时可放出46.2 kJ的热量。则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个热化学方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g) = 2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-24.8 kJ/mol ①
3Fe2O3(s)+CO(g) = 2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=-47.2 kJ/mol ②
Fe3O4(s)+CO(g) = 3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+640.5 kJ/mol ③
写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学方程式______________________________。
(3)已知两个热化学方程式:
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H= ― 393.5kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H= ― 483.6kJ/mol
现有炭粉和H2组成的悬浮气共0.2mol,使其在O2中完全燃烧,共放出63.53kJ的热量,则炭粉与H2的物质的量之比是 .
常温常压下,断裂1mol(理想)气体分子化学键所吸收的能量或形成1mol (理想)气体分子化学键所放出的能量称为键能。下表是一些键能数据(单位为KJ·mol-1)
化学键 |
键能 |
化学键 |
键能 |
化学键 |
键能 |
C-F |
427 |
C-Cl |
330 |
C-I |
218 |
H-H |
436 |
S=S |
255 |
H-S |
339 |
回答下列问题:
(1)由表中数据规律预测C-Br键的键能范围:
_________ <C-Br键能<__________
(2)热化学方程式2H2(g)+S2(g) =2H2S(g);△H= QKJ·mol-1;则Q=
(3) 已知下列热化学方程式:
O2 (g) = O+2(g) + e— △H1=" +1175.7" kJ·mol-1
PtF6(g) + e—= PtF6—(g) △H2="-771.1" kJ·mol-1
O2+PtF6—(s) = O2+(g) + PtF6—(g) △H3=" +482.2" kJ·mol-1
则反应O2(g) + (g) = O2+PtF6— (s)的△H="___________________" kJ·mol-1。
(4)已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的热化学方程式为:
C(金刚石,s)+O2(g) =CO2(g) △H=-395.4 kJ?mol-1
C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5 kJ?mol-1
则石墨转化为金刚石时的热化学方程式为
由此看来碳的这两种同素异形体中更稳定的为 。