【題目】寫出或完成下列熱化學(xué)方程式。
(1)0.5molCH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時,放出445kJ 的熱量。寫出CH4燃燒的熱化學(xué)方程式__________。
(2)通常人們把拆開1mol某化學(xué)鍵吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。下表是一些化學(xué)鍵的鍵能。
化學(xué)鍵 | C-H | C-F | H-F | F-F |
鍵能kJ/mol | 414 | 489 | 565 | 155 |
根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)估算下列反應(yīng):CH4(g) + 4F2(g)=CF4(g) + 4HF(g)的反應(yīng)熱△H為_____。
(3)1840年瑞士的化學(xué)家蓋斯(Hess)在總結(jié)大量實驗事實(熱化學(xué)實驗數(shù)據(jù))的基礎(chǔ)上提出:“定壓或定容條件下的任意化學(xué)反應(yīng),在不做其它功時,不論是一步完成的還是幾步完成的,其熱效應(yīng)總是相同的(反應(yīng)熱的總值相等)。”
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
請寫出CO還原FeO的熱化學(xué)方程式:______。
(4)在101KP下,1g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出142.9kJ的熱量,請回答下列問題:
①氫氣的燃燒熱為__________;
②氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為________;
(5)氫能的存儲是氫能利用的前提,科學(xué)家研究出一種儲氫合金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。
則ΔH2=_______kJ·mol-1;
(6)白磷與氧氣可發(fā)生如下反應(yīng):P4+5O2=P4O10。已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為P—P a kJ·mol-1、P—O b kJ·mol-1、P=O c kJ·mol-1、O=O d kJ·mol-1。根據(jù)圖示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的ΔH為_____。
(7)同素異形體相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)熱相當(dāng)小而且轉(zhuǎn)化速率較慢,有時還很不完全,測定反應(yīng)熱很困難,F(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的“不管化學(xué)過程是一步完成或分幾步完成,這個總過程的熱效應(yīng)是相同的”觀點來計算反應(yīng)熱。已知:
①P4(白磷,s)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH1=-2 983.2 kJ·mol-1
②P(紅磷,s)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s) ΔH2=-738.5 kJ·mol-1
相同狀況下,能量較低的是________;白磷的穩(wěn)定性比紅磷________(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 紅磷 小
【解析】
本題主要考察熱化學(xué)中熱化學(xué)方程式的書寫及計算,在疊加方程時注意抵消中間物,以及題上的要求,是否有說明燃燒熱的熱化學(xué)方程式;(6)根據(jù)鍵能計算反應(yīng)的焓變,從物質(zhì)的結(jié)構(gòu)圖出發(fā)進(jìn)行分析,焓變=反應(yīng)物的鍵能和-生成物的鍵能和。
(1)熱化學(xué)方程式的書寫要注意標(biāo)注狀態(tài)及焓變,由題知0.5molCH4完全燃燒放出445kJ 的熱量,所以根據(jù)關(guān)系式可以寫出甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/mol;
故答案為:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/mol;
(2)反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能=焓變,由表格數(shù)據(jù),可以計算出 ;
故答案為:-1940kJ/mol;
(3)先寫出CO還原FeO的,再根據(jù)已知的3個方程進(jìn)行疊加,抵消掉不需要的物質(zhì),最終焓變?yōu)椋?/span>(3△H1-△H2-2△H3)/6,則CO還原FeO的熱化學(xué)方程式為:CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g) △H=(3△H1-△H2-2△H3)/6;
故答案為:CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g) △H=(3△H1-△H2-2△H3)/6;
(4)氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為:,找出對應(yīng)的關(guān)系式: ,氫氣的燃燒熱指 氫氣完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出的熱量為: ;氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式要求可燃物氫氣前的系數(shù)為1,氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1;
故答案為:285.8 kJ·mol-1;H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1;
(5)熱化學(xué)方程式計算焓變,將已知方程進(jìn)行疊加,消除不需要的中間物質(zhì),可得 ;
故答案為:-64.4kJ·mol-1;
(6) 的結(jié)構(gòu)圖知,完全燃燒生成,要斷裂鍵和鍵,形成鍵和鍵,因此該反應(yīng)的焓變: ;
故答案為:(6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1;
(7)由已知方程可得白磷紅磷轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)方程式: 在相同的狀況下,能量較低的是紅磷,能量越低越穩(wěn)定,白磷的穩(wěn)定性比紅磷小;
故答案為:紅磷 ; 小。
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【題目】《環(huán)境科學(xué)》刊發(fā)了我國采用零價鐵活化過硫酸鈉(Na2S2O8,其中S為+6價)去除廢水中的+5價砷[As(V)]的科研成果,反應(yīng)機理如圖。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,Ksp[Fe(OH)3]=2.7×10-39。下列敘述正確的是
A.1mol過硫酸鈉(Na2S2O8)含2NA個過氧鍵
B.若56gFe參加反應(yīng),共有1.5NA個S2O82-被還原
C.堿性條件下,硫酸根自由基發(fā)生反應(yīng)的方程式為:SO4-·+ OH- =SO42- +·OH
D.室溫下,pH越大,越有利于去除廢水中的+5價砷,溶液中c(Fe3+)為2.7×10-27mol·L-1
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【題目】為測定某有機化合物A的結(jié)構(gòu),進(jìn)行如下實驗.
Ⅰ.分子式的測定
(1)將有機物A 置于氧氣流中充分燃燒,實驗測得.生成5.4g水和8.8g二氧化碳,消耗氧氣6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則該物質(zhì)的化學(xué)式是________________.
(2)用質(zhì)譜儀測定該有機化合物的相對分子質(zhì)量,得到如圖所示質(zhì)譜圖,則其相對分子質(zhì)量為 ___________ .該物質(zhì)的分子式為_____________ .
(3)根據(jù)有機化合物的成鍵特點,預(yù)測A的可能結(jié)構(gòu)簡式并寫出結(jié)構(gòu)簡式__________.
Ⅱ.結(jié)構(gòu)式的確定
(4)核磁共振氫譜能對有機化合物分子中不同位置的氫原子給出不同的峰值(信號),根據(jù)峰值(信號)可以確定分子中氫原子的種類和數(shù)目,經(jīng)測定,有機物A的核磁共振氫譜示意圖如圖,則A中官能團名稱 ____________.
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【題目】已知空氣組成(體積分?jǐn)?shù))N2:0.800,O2:0.200,氨空氣氧化后的混合氣體組成如下(高溫下NO與O2可以共存)NO:16 mol;O2:7.00 mol;H2O:24.5 mol;N2:112 mol。
完成下列計算:
(1)該混合氣體中NO全部轉(zhuǎn)化為HNO3,需要___________摩爾O2 。
(2)參加反應(yīng)的空氣的體積是___________升。(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)
(3)向該混合氣體中添加空氣使NO完全轉(zhuǎn)化為 HNO3,轉(zhuǎn)化后剩余氣體中(不含H2O)氧氣體積分?jǐn)?shù)為0.0500。添加空氣多少摩爾?___________
(4)該混合氣體的組成表明NH3氧化產(chǎn)生的NO超過16 mol,有部分NO已和O2、H2O 反應(yīng)轉(zhuǎn)化為HNO3。這部分NO是多少摩爾? _______
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【題目】H2SO3水溶液中存在電離平衡H2SO3H++ HSO3- 和HSO3-H++ SO32-,若對H2SO3溶液進(jìn)行如下操作,則結(jié)論正確的是:( )
A.通入氯氣,溶液中氫離子濃度增大
B.通入過量H2S,反應(yīng)后溶液pH減小
C.加入氫氧化鈉溶液,平衡向右移動,pH變小
D.加入氯化鋇溶液,平衡向右移動,會產(chǎn)生亞硫酸鋇沉淀
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【題目】在某一容積為2 L的密閉容器內(nèi),加入0.8 mol H2和0.6 mol I2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH<0。反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間變化情況如圖:
(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為______,若升高溫度,化學(xué)平衡常數(shù)K______(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(2)根據(jù)圖中數(shù)據(jù),反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時,平均速率v(HI)=_____mol·L-1·min-1,轉(zhuǎn)化率α(H2)=_____。
(3)HI的體積分?jǐn)?shù)φ(HI)隨時間變化如圖中曲線Ⅱ所示。若改變反應(yīng)條件,在甲條件下φ(HI)的變化如圖中曲線Ⅰ所示,在乙條件下φ(HI)的變化如圖中曲線Ⅲ所示。則甲條件可能是_____(填入下列條件的序號,下同),乙條件可能是______。
①恒容條件下,升高溫度
②恒容條件下,降低溫度
③恒溫條件下,縮小反應(yīng)容器體積
④恒溫條件下,擴大反應(yīng)容器體積
⑤恒溫恒容條件下,加入適當(dāng)催化劑
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【題目】下列關(guān)于碳和碳的化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)中
(1)和碳同一主族的硅原子中能量最高的電子處在______電子層上(填寫電子層符號),最外層有___種運動狀態(tài)不同的電子,碳原子核外有______種能量不同的電子,有______種不同形狀的電子云.
(2)1個C原子的單鍵氫化物分子是CH4,2個C原子的單鍵氫化物分子則為C2H6.以下各對分子間不存在類似關(guān)系的是_________
A.NH3與N2H4 B.H2O與H2O2 C.SF6與S2F10 D.SCl4與S2Cl2
(3)金剛石的熔點低于石墨,原因可能是________
A.石墨中還有范德華力
B.石墨熔化也要破壞共價鍵,且鍵長更短
C.石墨熱穩(wěn)定性更好
(4)已知常溫下,H2CO3:Ki1=4.3x10﹣7、Ki2=5.6x10﹣11.結(jié)合H+的能力Na2CO3溶液______(填”>”、”<”或“=”)NaHCO3溶液,設(shè)計簡單實驗證明:______.
(5)在1L 0.3mol/L的NaOH溶液中,通入4.48LCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),反應(yīng)后所得溶液中離子的濃度之間有一些等量關(guān)系,例如:.c(Na+)+c(H+)=c(HCO3﹣)+2c(CO32﹣)+c(OH﹣),另外對此溶液中存在的離子按濃度由大到小排序為______.
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【題目】硫酸鋅可作為食品鋅強化劑的原料。工業(yè)上常用菱鋅礦生產(chǎn)硫酸鋅,菱鋅礦的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等,生產(chǎn)工藝流程示意如下:
(1)將菱鋅礦研磨成粉的目的是_______________________。
(2)針鐵礦(Goethite)是以德國詩人歌德(Goethe)名字命名的,組成元素是Fe、O和H,化學(xué)式量為89,化學(xué)式是______________。
(3)根據(jù)下表數(shù)據(jù),調(diào)節(jié)“濾液2”的pH時,理論上可選用的最大區(qū)間為________________
Mg(OH)2 | Zn(OH)2 | MgCO3 | CaCO3 | |
開始沉淀的pH | 10.4 | 6.4 | — | — |
沉淀完全的pH | 12.4 | 8.0 | — | — |
開始溶解的pH | — | 10.5 | — | — |
工業(yè)上從“濾液3”制取MgO過程中,最合適的反應(yīng)物是______________(選填序號)。
A、大理石粉 B、石灰乳 C、純堿溶液 D、燒堿溶液
“濾液4”之后的操作依次為______、_______、過濾,洗滌,干燥。
(4)分析圖中數(shù)據(jù),菱鋅礦粉中ZnCO3 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于________。
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【題目】氮有多種化合價,能形成多種化合物.工業(yè)上用活性炭還原法處理NO,有關(guān)反應(yīng)為:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g).向密閉的2L容器中,加入NO和足量的活性炭,恒溫條件下反應(yīng).
(1)若2min內(nèi)氣體密度增大了1.2g/L,則氮氣的平均反應(yīng)速率為_____mol/(Lmin).
(2)該化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=_____,已知升高溫度時,K增大,則正反應(yīng)為_____(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng).
(3)在溫度不變的情況下,要提高NO的平衡轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是_______.
(4)下列各項能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的是______(填序號字母).
a.容器內(nèi)壓強保持不變 b.2v正(NO)=v逆(N2)
c.容器內(nèi)CO2的體積分?jǐn)?shù)不變 d.混合氣體的密度保持不變
(5)已知NaNO2溶液呈堿性,則NaNO2溶液中離子濃度由大到小的順序是______.
(6)常溫下,NaOH溶液和HNO2溶液等體積混合后,所得溶液的pH=7,下列關(guān)系正確的是________.
a.c(Na+)>c(NO2﹣) b.c(Na+)=c(NO2﹣)
c.c(Na+)<c(NO2﹣) d.c(Na+)>c(OH﹣)
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