【题目】写出或完成下列热化学方程式。
(1)0.5molCH4完全燃烧生成CO2和液态水时,放出445kJ 的热量。写出CH4燃烧的热化学方程式__________。
(2)通常人们把拆开1mol某化学键吸收的能量看成该化学键的键能。下表是一些化学键的键能。
化学键 | C-H | C-F | H-F | F-F |
键能kJ/mol | 414 | 489 | 565 | 155 |
根据键能数据估算下列反应:CH4(g) + 4F2(g)=CF4(g) + 4HF(g)的反应热△H为_____。
(3)1840年瑞士的化学家盖斯(Hess)在总结大量实验事实(热化学实验数据)的基础上提出:“定压或定容条件下的任意化学反应,在不做其它功时,不论是一步完成的还是几步完成的,其热效应总是相同的(反应热的总值相等)。”
已知:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH2
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH3
请写出CO还原FeO的热化学方程式:______。
(4)在101KP下,1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,请回答下列问题:
①氢气的燃烧热为__________;
②氢气燃烧热的热化学方程式为________;
(5)氢能的存储是氢能利用的前提,科学家研究出一种储氢合金Mg2Ni,已知:
Mg(s)+H2(g)=MgH2(s) ΔH1=-74.5kJ·mol-1;
Mg2Ni(s)+2H2(g)=Mg2NiH4(s) ΔH2;
Mg2Ni(s)+2MgH2(s)=2Mg(s)+Mg2NiH4(s) ΔH3=+84.6kJ·mol-1。
则ΔH2=_______kJ·mol-1;
(6)白磷与氧气可发生如下反应:P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为P—P a kJ·mol-1、P—O b kJ·mol-1、P=O c kJ·mol-1、O=O d kJ·mol-1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH为_____。
(7)同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的“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”观点来计算反应热。已知:
①P4(白磷,s)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH1=-2 983.2 kJ·mol-1
②P(红磷,s)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s) ΔH2=-738.5 kJ·mol-1
相同状况下,能量较低的是________;白磷的稳定性比红磷________(填“大”或“小”)。
【答案】CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/mol -1940kJ/mol CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g) △H=(3△H1-△H2-2△H3)/6 285.8 kJ·mol-1 H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1 -64.4kJ·mol-1 (6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1 红磷 小
【解析】
本题主要考察热化学中热化学方程式的书写及计算,在叠加方程时注意抵消中间物,以及题上的要求,是否有说明燃烧热的热化学方程式;(6)根据键能计算反应的焓变,从物质的结构图出发进行分析,焓变=反应物的键能和-生成物的键能和。
(1)热化学方程式的书写要注意标注状态及焓变,由题知0.5molCH4完全燃烧放出445kJ 的热量,所以根据关系式可以写出甲烷燃烧的热化学方程式:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/mol;
故答案为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/mol;
(2)反应物的总键能-生成物的总键能=焓变,由表格数据,可以计算出 ;
故答案为:-1940kJ/mol;
(3)先写出CO还原FeO的,再根据已知的3个方程进行叠加,抵消掉不需要的物质,最终焓变为:(3△H1-△H2-2△H3)/6,则CO还原FeO的热化学方程式为:CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g) △H=(3△H1-△H2-2△H3)/6;
故答案为:CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g) △H=(3△H1-△H2-2△H3)/6;
(4)氢气燃烧的热化学方程式为:,找出对应的关系式:
,氢气的燃烧热指
氢气完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为:
;氢气燃烧热的热化学方程式要求可燃物氢气前的系数为1,氢气燃烧热的热化学方程式H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1;
故答案为:285.8 kJ·mol-1;H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1;
(5)热化学方程式计算焓变,将已知方程进行叠加,消除不需要的中间物质,可得 ;
故答案为:-64.4kJ·mol-1;
(6) 的结构图知,
完全燃烧生成
,要断裂
键和
键,形成
键和
键,因此该反应的焓变:
;
故答案为:(6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1;
(7)由已知方程可得白磷红磷转化的热化学方程式: 在相同的状况下,能量较低的是红磷,能量越低越稳定,白磷的稳定性比红磷小;
故答案为:红磷 ; 小。
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【题目】《环境科学》刊发了我国采用零价铁活化过硫酸钠(Na2S2O8,其中S为+6价)去除废水中的+5价砷[As(V)]的科研成果,反应机理如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,Ksp[Fe(OH)3]=2.7×10-39。下列叙述正确的是
A.1mol过硫酸钠(Na2S2O8)含2NA个过氧键
B.若56gFe参加反应,共有1.5NA个S2O82-被还原
C.碱性条件下,硫酸根自由基发生反应的方程式为:SO4-·+ OH- =SO42- +·OH
D.室温下,pH越大,越有利于去除废水中的+5价砷,溶液中c(Fe3+)为2.7×10-27mol·L-1
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【题目】为测定某有机化合物A的结构,进行如下实验.
Ⅰ.分子式的测定
(1)将有机物A 置于氧气流中充分燃烧,实验测得.生成5.4g水和8.8g二氧化碳,消耗氧气6.72L(标准状况下),则该物质的化学式是________________.
(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量,得到如图所示质谱图,则其相对分子质量为 ___________ .该物质的分子式为_____________ .
(3)根据有机化合物的成键特点,预测A的可能结构简式并写出结构简式__________.
Ⅱ.结构式的确定
(4)核磁共振氢谱能对有机化合物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号),根据峰值(信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目,经测定,有机物A的核磁共振氢谱示意图如图,则A中官能团名称 ____________.
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【题目】已知空气组成(体积分数)N2:0.800,O2:0.200,氨空气氧化后的混合气体组成如下(高温下NO与O2可以共存)NO:16 mol;O2:7.00 mol;H2O:24.5 mol;N2:112 mol。
完成下列计算:
(1)该混合气体中NO全部转化为HNO3,需要___________摩尔O2 。
(2)参加反应的空气的体积是___________升。(标准状况下)
(3)向该混合气体中添加空气使NO完全转化为 HNO3,转化后剩余气体中(不含H2O)氧气体积分数为0.0500。添加空气多少摩尔?___________
(4)该混合气体的组成表明NH3氧化产生的NO超过16 mol,有部分NO已和O2、H2O 反应转化为HNO3。这部分NO是多少摩尔? _______
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【题目】H2SO3水溶液中存在电离平衡H2SO3H++ HSO3- 和HSO3-
H++ SO32-,若对H2SO3溶液进行如下操作,则结论正确的是:( )
A.通入氯气,溶液中氢离子浓度增大
B.通入过量H2S,反应后溶液pH减小
C.加入氢氧化钠溶液,平衡向右移动,pH变小
D.加入氯化钡溶液,平衡向右移动,会产生亚硫酸钡沉淀
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【题目】在某一容积为2 L的密闭容器内,加入0.8 mol H2和0.6 mol I2,在一定条件下发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH<0。反应中各物质的物质的量随时间变化情况如图:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为______,若升高温度,化学平衡常数K______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)根据图中数据,反应开始至达到平衡时,平均速率v(HI)=_____mol·L-1·min-1,转化率α(H2)=_____。
(3)HI的体积分数φ(HI)随时间变化如图中曲线Ⅱ所示。若改变反应条件,在甲条件下φ(HI)的变化如图中曲线Ⅰ所示,在乙条件下φ(HI)的变化如图中曲线Ⅲ所示。则甲条件可能是_____(填入下列条件的序号,下同),乙条件可能是______。
①恒容条件下,升高温度
②恒容条件下,降低温度
③恒温条件下,缩小反应容器体积
④恒温条件下,扩大反应容器体积
⑤恒温恒容条件下,加入适当催化剂
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【题目】下列关于碳和碳的化合物的结构和性质中
(1)和碳同一主族的硅原子中能量最高的电子处在______电子层上(填写电子层符号),最外层有___种运动状态不同的电子,碳原子核外有______种能量不同的电子,有______种不同形状的电子云.
(2)1个C原子的单键氢化物分子是CH4,2个C原子的单键氢化物分子则为C2H6.以下各对分子间不存在类似关系的是_________
A.NH3与N2H4 B.H2O与H2O2 C.SF6与S2F10 D.SCl4与S2Cl2
(3)金刚石的熔点低于石墨,原因可能是________
A.石墨中还有范德华力
B.石墨熔化也要破坏共价键,且键长更短
C.石墨热稳定性更好
(4)已知常温下,H2CO3:Ki1=4.3x10﹣7、Ki2=5.6x10﹣11.结合H+的能力Na2CO3溶液______(填”>”、”<”或“=”)NaHCO3溶液,设计简单实验证明:______.
(5)在1L 0.3mol/L的NaOH溶液中,通入4.48LCO2(标准状况),反应后所得溶液中离子的浓度之间有一些等量关系,例如:.c(Na+)+c(H+)=c(HCO3﹣)+2c(CO32﹣)+c(OH﹣),另外对此溶液中存在的离子按浓度由大到小排序为______.
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【题目】硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等,生产工艺流程示意如下:
(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是_______________________。
(2)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的,组成元素是Fe、O和H,化学式量为89,化学式是______________。
(3)根据下表数据,调节“滤液2”的pH时,理论上可选用的最大区间为________________
Mg(OH)2 | Zn(OH)2 | MgCO3 | CaCO3 | |
开始沉淀的pH | 10.4 | 6.4 | — | — |
沉淀完全的pH | 12.4 | 8.0 | — | — |
开始溶解的pH | — | 10.5 | — | — |
工业上从“滤液3”制取MgO过程中,最合适的反应物是______________(选填序号)。
A、大理石粉 B、石灰乳 C、纯碱溶液 D、烧碱溶液
“滤液4”之后的操作依次为______、_______、过滤,洗涤,干燥。
(4)分析图中数据,菱锌矿粉中ZnCO3 的质量分数不低于________。
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【题目】氮有多种化合价,能形成多种化合物.工业上用活性炭还原法处理NO,有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g).向密闭的2L容器中,加入NO和足量的活性炭,恒温条件下反应.
(1)若2min内气体密度增大了1.2g/L,则氮气的平均反应速率为_____mol/(Lmin).
(2)该化学平衡常数表达式K=_____,已知升高温度时,K增大,则正反应为_____(填“吸热”或“放热”)反应.
(3)在温度不变的情况下,要提高NO的平衡转化率,可以采取的措施是_______.
(4)下列各项能判断该反应达到平衡的是______(填序号字母).
a.容器内压强保持不变 b.2v正(NO)=v逆(N2)
c.容器内CO2的体积分数不变 d.混合气体的密度保持不变
(5)已知NaNO2溶液呈碱性,则NaNO2溶液中离子浓度由大到小的顺序是______.
(6)常温下,NaOH溶液和HNO2溶液等体积混合后,所得溶液的pH=7,下列关系正确的是________.
a.c(Na+)>c(NO2﹣) b.c(Na+)=c(NO2﹣)
c.c(Na+)<c(NO2﹣) d.c(Na+)>c(OH﹣)
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