2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。已知1 mol SO2(g)氧化為1 mol SO3(g)的ΔH="-99" kJ·mol-1
請(qǐng)回答下列問題:
(1)圖中A、C分別表示_________、_________,E的大小對(duì)該反應(yīng) 的反應(yīng)熱有無影響?_________。該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑,加V2O5會(huì)使圖中B點(diǎn)升高還是降低?_________,理由是__________________;(2)圖中ΔH=_________kJ·mol-1;
(3)V2O5的催化循環(huán)機(jī)理可能為:V2O5氧化SO2時(shí),自身被還原為四價(jià)釩氧化物VO2;四價(jià)釩氧化物再被氧氣氧化。寫出該催化循環(huán)機(jī)理的化學(xué)方程式_____________________________;
(4)已知單質(zhì)硫的燃燒熱為296 kJ·mol-1,計(jì)算由S(s)生成3mol SO3(g)的ΔH_______(要求計(jì)算過程)。
(1)反應(yīng)物能量 生成物能量 沒有影響 降低 因?yàn)榇呋瘎└淖兞朔磻?yīng)歷程,使活化能E降低
(2)-198
(3)SO2+V2O5====SO3+2VO2 4VO2+O2====2V2O5
(4) -1 185 kJ·mol-1
解析試題分析:本題考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、蓋斯定律、反應(yīng)速率計(jì)算及催化劑的催化原理。(1)由圖象知A、C點(diǎn)分別代表反應(yīng)物、產(chǎn)物的總能量,E為反應(yīng)的活化能,因反應(yīng)歷程不同而不同,但對(duì)反應(yīng)熱無影響;催化劑的加入,改變了反應(yīng)歷程,降低了反應(yīng)的活化能,從而加快了反應(yīng)速率。(2)由已知數(shù)據(jù)可知ΔH="-99" kJ·mol-1×2="-198" kJ·mol-1。 (4硫的燃燒熱為296 kJ·mol-1,可得S(s)+O2(g)====SO2(g),ΔH="-296" kJ·mol-1,結(jié)合2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),ΔH="-198" kJ·mol-1,利用蓋斯定律,即可求得由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH。
S(s)+O2(g)====SO2(g) △H1="-296" kJ·mol-1①
SO2(g)+O2(g)====SO3(g) △H2="-99" kJ·mol-1②
①×3+②×3得
3S(s)+O2(g)====3SO3(g) ΔH=(ΔH1+ΔH2)×3="-1" 185 kJ·mol-1
考點(diǎn):考查化學(xué)反應(yīng)與能量、蓋斯定律、反應(yīng)速率計(jì)算及催化劑的催化原理相關(guān)知識(shí)點(diǎn)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:單選題
已知反應(yīng)A+B= C+D的能量變化如下圖所示,下列說法正確的是
A.該反應(yīng)是放熱反應(yīng) |
B.只有在加熱條件下才能進(jìn)行 |
C.反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 |
D.反應(yīng)中斷開化學(xué)鍵吸收的總能量高于形成化學(xué)鍵放出的總能量 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:單選題
下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的敘述正確的是 ( )
A.已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol,則氫氣的燃燒熱為-285.8 kJ/mol |
B.已知C(石墨,s)===C(金剛石,s) ΔH>0,則金剛石比石墨穩(wěn)定 |
C.含20.0 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和,放出28.7 kJ的熱量,則稀醋酸和稀NaOH溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:NaOH(aq)+CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ/mol |
D.已知2C(s)+2O2(g)===2CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH2,則ΔH1>ΔH2 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(14分)工業(yè)上利用CO和水蒸氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)制取氫氣:
①CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H=-41 kJ/mol
某小組研究在相同溫度下該反應(yīng)過程中的能量變化。他們分別在體積均為V L的兩個(gè)恒溫恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物,使其在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)。相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
容器編號(hào) | 起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol | 達(dá)到平衡的時(shí)間/min | 達(dá)平衡時(shí)體系能量的變化/kJ | ||||
CO | H2O | CO2 | H2 | ||||
① | 1 | 4 | 0 | 0 | t1 | 放出熱量:32.8 kJ | |
② | 2 | 8 | 0 | 0 | t2 | 放出熱量:Q | |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(9分)(1)在25℃、101kPa下,1g甲烷燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱55.6kJ。則表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_________________________________________________。
(2)下表中的數(shù)據(jù)表示破壞1 mol化學(xué)鍵需消耗的能量(即鍵能,單位為kJ·mol-1):
化學(xué)鍵 | C—H | C—F | H—F | F—F |
鍵能 | 414 | 489 | 565 | 158 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(共12分)(1)火箭推進(jìn)器中盛有強(qiáng)還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強(qiáng)氧化劑液態(tài)雙氧水。當(dāng)把0.4mol液態(tài)肼和0.8mol H2O2混合反應(yīng),生成氮?dú)夂退魵,放?57.7kJ的熱量(相當(dāng)于25℃、101 kPa下測(cè)得的熱量)。
①反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 。
②又已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44kJ/mol。則16g液態(tài)肼與液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量是 kJ。
③此反應(yīng)用于火箭推進(jìn),除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外,還有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)是 。
(2)蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義。有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無法直接測(cè)得,但可通過間接的方法測(cè)定,F(xiàn)根據(jù)下列3個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)="=" 2Fe(s)+3CO2(g) △H=—24.8kJ/mol
3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H=—47.4kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H= +640.5kJ/mol
寫出CO氣體還原FeO固體得到Fe 固體和CO2氣體的熱化學(xué)反應(yīng)方程式:
_________________
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(4分)拆開1mol氣態(tài)物質(zhì)中某種共價(jià)鍵需要吸收的能量,就是該共價(jià)鍵的鍵能。下表是某些共價(jià)鍵的鍵能:
共價(jià)鍵 | H-H | O=O | H-O |
鍵能/kJ ·mol-1 | 436 | 498 | X |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(15分)
化合物AX3和單質(zhì)X2在一定條件下反應(yīng)可生成化合物AX5。回答下列問題:
(1)已知AX3的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為-93.6 ℃和76 ℃,AX5的熔點(diǎn)為167 ℃。室溫時(shí)AX3與氣體X2反應(yīng)生成lmol AX5,放出熱量123.8 kJ。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 。
(2)反應(yīng)AX3(g)+X2(g)AX5(g)在容積為10 L的密閉容器中進(jìn)行。起始時(shí)AX3和X2均為0.2 mol。反應(yīng)在不同條件下進(jìn)行,反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如圖所示。
①列式計(jì)算實(shí)驗(yàn)a從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率 v(AX5)= 。
②圖中3組實(shí)驗(yàn)從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率v(AX5)由大到小的次序?yàn)?u> (填實(shí)驗(yàn)序號(hào));與實(shí)驗(yàn)a相比,其他兩組改變的實(shí)驗(yàn)條件及判斷依據(jù)是:b 、
c 。
③用p0表示開始時(shí)總壓強(qiáng),p表示平衡時(shí)總壓強(qiáng),α表示AX3的平衡轉(zhuǎn)化率,則α的表達(dá)式為
;實(shí)驗(yàn)a和c的平衡轉(zhuǎn)化率:αa為 、αc為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
利用太陽能分解水產(chǎn)生H2,在催化劑作用下H2與CO2反應(yīng)合成CH3OH,并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1、CH3OH(l)+ 3/2O2(g)= CO2 (g)+ 2H2O(l) ΔH=-726.5 kJ·mol-1、CO(g) +1/2O2(g)= CO2 (g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1。
請(qǐng)回答下列問題:
⑴用太陽能分解18g水,需要消耗的能量為 kJ。
⑵ 液態(tài)CH3OH不完全燃燒生成CO和液態(tài)H2O的熱化學(xué)方程式為 。
⑶CO2合成燃料CH3OH是碳減排的新方向。在容積為2 L的密閉容器中,充2 mol CO2和6 mol H2,由CO2和H2合成甲醇,反應(yīng)式:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在其他條件不變的情況下,考察溫度對(duì)反應(yīng)的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示(注:T1、T2均大于300 ℃):
①下列說法正確的是
A.溫度為T2時(shí),從反應(yīng)開始到平衡,生成甲醇的平均速率為: v(CH3OH)=nB/tB mol·(L·min)-1
B.T2>T1,T2平衡時(shí),甲醇產(chǎn)量變少,所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
C.該反應(yīng)在T2時(shí)的平衡常數(shù)比T1時(shí)的平衡常數(shù)大
D.處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系從T1變到T2,平衡逆向移動(dòng)
②能判斷該反應(yīng)已達(dá)化學(xué)反應(yīng)限度標(biāo)志的是 (填字母。
A.H2的百分含量保持不變
B.容器中CO2 濃度與H2濃度之比為1: 3
C.容器中混合氣體的密度保持不變
D.CO2消耗速率與CH3OH生成速率相等
⑷科學(xué)家致力于CO2的“組合轉(zhuǎn)化”技術(shù)研究,如將CO2和H2以體積比1∶4比例混合通入反應(yīng)器,適當(dāng)條件下,反應(yīng)可獲得一種能源。完成以下化學(xué)方程式,就能知道該種能源。
CO2+4H22H2O + 。
⑸ 在直接以甲醇為燃料的燃料電池中,電解質(zhì)溶液為酸性,總反應(yīng)式為:2CH3OH + 3O2=2CO2+4H2O,則正極的反應(yīng)式為 ;負(fù)極的反應(yīng)式為 。
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