上海市人教版高中化学选修1-第1章填空题专项知识点复习(专题培优)
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一、解答题1.工业上利用合成气(主要成分CO 和H 2)在催化剂作用下合成甲醇。
向体积恒定的密闭容器中,按n (CO)∶n (H 2)=1∶2充入反应物,发生化学反应CO(g)+2H 2(g)CH 3OH(g)ΔH =-90.1kJ·mol -1。
L(L 1、L 2)、X 代表压强或温度,如图1表示L 一定时,平衡混合物中CH 3OH 的体积分数随X 的变化关系。
(1)X 表示___(填“温度”或“压强”),判断理由是___。
下列叙述可以说明反应已达平衡状态的是(_____) A .CH 3OH(g)的物质的量分数保持不变 B .2v (H 2)生成=v (CH 3OH)生成 C .混合气体的总物质的量保持不变 D .混合气体密度保持不变(2)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(p B )代表物质的量浓度(c B ),也可以表示平衡常数(记作K p ),其中p B =p 总×B 的体积分数,若在一定温度下,C 点平衡气体总压强为p 总,则该反应的平衡常数K p =___(用P 总的代数式表示)(3)CO 与H 2反应还可生成CH 3OCH 3(g)和H 2O(g),研究发现,该反应中的CO 的平衡转化率随温度、投料比2n(H )n(CO)的变化曲线如图2。
ΔH ___0(填“>”或“<”)。
若保持压强不变,向平衡体系中充入N 2,则CH 3OCH 3的百分含量___(填“增大”或“不变”或“减小”)答案:温度 该反应为放热反应,当L 一定时,随温度升高,平衡逆向移动,CH 3OH(g)体积分数减小 AC227p 总< 减小 解析:化学反应CO(g)+2H 2(g)CH 3OH(g)ΔH =-90.1kJ·mol -1,是反应前后气体分子数减小的放热反应,相同温度下,增大压强,有利于平衡向正反应方向移动,CH 3OH 的体积分数增大;压强一定时,随温度的升高,平衡向逆反应方向移动,CH 3OH 的体积分数降低;反应达到平衡状态时,同种物质的正、逆反应速率相等,平衡时各组分的物质的量、浓度、含量等不再发生变化,以及由此衍生的其它量不变,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。
一、解答题1.甲醇是重要的化工原料,又可称为燃料。
利用合成气(主要成分为CO 、CO 2和H 2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下: ①CO(g)+2H 2(g)CH 3OH(g) ΔH 1②CO 2(g)+3H 2(g)CH 3OH(g)+H 2O(g) ΔH 2<0 ③CO 2(g)+H 2(g)CO(g)+H 2O(g) ΔH 3>0回答下列问题:(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下: 化学键 H-H C-O C ≡O H-O C-H E/(kJ ⋅mol -1)4363431076465413由此计算ΔH 1=______kJ·mol -1。
(2)反应①的化学平衡常数K 的表达式为_______;图1中能正确反映反应①平衡常数K 随温度变化关系的曲线为______(填曲线标记字母),其判断理由是__________。
(3)合成气的组成n (H 2)/n (CO+CO 2)=2.60时,体系中的CO 平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图2所示。
α(CO)值随温度升高而_______(填“增大”或“减小”),其原因是______。
图2中的压强由大到小为________。
答案:-99 322c(CH OH)K=c(CO)c (H )a 反应①为放热反应,平衡常数应随温度升高变小 减小升高温度时,反应①为放热反应,平衡向向左移动,使得体系中CO 的量增大;反应③为吸热反应,平衡向右移动,又产生CO 的量增大;总结果,随温度升高,使CO 的转化率降低; P 3>P 2>P 1【详解】(1)△H =反应物总键能−生成物总键能,故△H 1=1076kJ.mol −1+2×436kJ·mol −1−(3×413+343+465)kJ·mol −1=−99kJ·mol −1; (2)反应①为CO(g)+2H 2(g)⇌CH 3OH(g),根据平衡常数的定义,则平衡常数为322(CH OH)=(CO)(H )c K c c ;根据(1)中的计算可知,反应①正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,故曲线a 正确反映平衡常数K 随温度变化关系; (3)升高温度时,反应①为放热反应,平衡向向左移动,使得体系中CO 的量增大;反应③为吸热反应,平衡向右移动,又产生CO 的量增大;总结果,随温度升高,使CO 的转化率降低;相同温度下,反应③前后气体分子数不变,压强改变不影响其平衡移动,反应①正反应为气体分子数减小的反应,增大压强,有利于平衡向正反应方向移动,CO 的转化率增大,故增大压强有利于CO 的转化率升高,故压强:P 3>P 2>P 1。
一、填空题1.如图是元素周期表前五周期的一部分,X 、Y 、Z 、R 、W 、J 是其中的6种元素。
X YZ RWJ 请回答下列问题(除特别说明外,凡涉及用元素回答的问题均用具体元素符号表示):(1)基态R 原子的核外电子排布的轨道表示式为__。
(2)在化合物YZ 2中Y 的化合价为__;Y 2-与Na +的半径大小为__。
(3)在X 、Y 、Z 三种元素中,电负性由大到小的顺序是__;第一电离能:X __Y(填“<“>或“=”),其理由是__。
(4)以上6种元素组成的双原子分子中,最稳定单质的电子式为__;HX 3溶液的酸性与醋酸相近,HX 3溶液与NaOH 溶液反应的离子方程式为__。
答案:+2 O 2->Na +(或Na +<O 2-) F>O>N > N 的2p 轨道为半充满状态,较稳定 HN 3+OH -=N 3-+H 2O 解析:由J 为0族元素,由周期表结构可知,X 、Y 、Z 位于第二周期,R 位于第三周期,W 位于第四周期,J 为第五周期的Xe ,则X 为N 、Y 为O 、Z 为F 、R 为S 、W 为Br ,以此解答。
【详解】由上述分析可知,X 为N 、Y 为O 、Z 为F 、R 为S 、W 为Br ,J 为Xe 。
(1) R 为S ,S 原子3p 轨道上的电子应先占据不同轨道,核外电子排布的轨道表示式为,故答案为:;(2)在化合物2OF 中F 为-1价,则O 的化合价为+2;2O -与Na +具有相同的电子层结构,原子序数越小,对电子的束缚能力越弱,离子半径越大,故半径大小为2O -+Na >,故答案为:+2;O 2->Na +(或Na +<O 2-);(3)非金属性越强,电负性越大,则N 、O 、F 三种元素中,电负性由大到小的顺序是F O N >>;非金属性越强,第一电离能越大,但N 的2p 轨道为半充满状态,较稳定,则N 、O 的第一电离能N O >,故答案为:F>O>N ;>;N 的2p 轨道为半充满状态,较稳定;(4)在这六种元素组成的双原子分子中,最稳定的单质为2N ,电子式为:N N :;3HN 溶液的酸性与醋酸相近,则3HN 为弱酸,3HN 溶液与NaOH 溶液反应的离子方程式为332HN OH N H O --++═,故答案为:;HN 3+OH -=N 3-+H 2O 。
一、选择题1.下列说法不正确的是A.核能、太阳能、氢能都是新能源B.已知反应C(s,石墨)= C(s,金刚石) ∆H>0,可得结论:石墨比金刚石更稳定C.“开发利用新能源”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量D.乙醇和汽油都是可再生能源,应大力推广“乙醇汽油”答案:D【详解】A.根据新能源标准可知,核能、太阳能、氢能都是新能源,A说法正确;B.反应C(s,石墨)= C(s,金刚石)为吸热反应可知,石墨的能量比金刚石的能量低,能量越低越稳定,故石墨比金刚石更稳定,B说法正确;C.“开发利用新能源”“汽车尾气催化净化”可减少大气污染物的排放,都能提高空气质量,C说法正确;D.乙醇是可再生能源,汽油是化石燃料不可再生,D说法错误;答案选D。
2.下列有关热化学方程式的叙述正确的是A.CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,则2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)反应的∆H=-566.0kJ/mol B.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ∆H>0,则金刚石比石墨稳定C.含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则该反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)∆H=-28.7kJ/molD.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ∆H1;2C(s)+O2(g)=2CO(g) ∆H2,则∆H1>∆H2答案:A【详解】A.1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的能量是燃烧热,CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,则2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)反应的∆H=-566.0kJ/mol,故A正确;B.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ∆H>0,说明石墨的能量低于金刚石,能量越低越稳定,则石墨比金刚石稳定,故B错误;C.依据酸碱中和热概念是强酸强碱稀溶液反应生成1mol水放出的热量计算分析,含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,40g氢氧化钠和强酸完全反应放热57.4kJ,则该反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)∆H=-57.4kJ/mol,故C错误;D.碳完全燃烧放出的能量多,但是反应是放热的,焓变是带有负号的,所以∆H1<∆H2,故D错误;故答案选A。
一、选择题1.已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566 kJ/molNa2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+12O2(g)ΔH=-226 kJ/mol根据以上热化学方程式判断,下列说法不正确的是A.CO的燃烧热为283 kJ/molB.如图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系C.2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO2(s)+O2(g) ΔH>-452 kJ/molD.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时,电子转移数为2×6.02×1023答案:B【详解】A.燃烧热是指在25℃,101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,单位为kJ/mol,则CO的燃烧热为288kJ/mol,故A正确;B.由CO生成CO2的能量关系应为2molCO加上1molO2的能量之和与2molCO2的能量差为566kJ,故B错误;C.由已知可得:2Na2O2(s)+2CO2(g)=2Na2CO3(s)+ O2(g)ΔH=-452 kJ/mol,由于二氧化碳固体变为二氧化碳气体需要吸热,故反应放出的热量减少,使得2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+ O2(g)ΔH>-452 kJ/mol,故C正确;D.已知:反应①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol和反应②Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ 1/2O2(g)ΔH=-226kJ/mol,根据盖斯定律:(①+②×2)×1212得到Na2O2(s)+CO(g)=Na2CO3(s) ΔH= -509kJ/mol。
由于反应放热509kJ,因此该反应发生1mol,该反应中一氧化碳中的碳元素从+2价升到+4价,失两电子,过氧根中的两个氧从-1价降至-2价,故放出509kJ热量时,电子转移数为2×6.02×1023,故D正确。
一、解答题1.铁在生产生活中应用最广泛,炼铁技术和含铁新材料的应用备受关注。
(1)高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应有:反应ΔH(kJ/mol)Kⅰ.Fe2O3(s)+3C(s)2Fe(s)+3CO(g)+489K1ⅱ.Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)X K2ⅲ.C(s)+CO2(g)2CO(g)+172K3试计算,X=_______,K1、K2与K3之间的关系为K1=_______。
(2)T1℃时,向某恒温密闭容器中加入一定量的Fe2O3和C,发生反应ⅰ,反应达到平衡后,在t1时刻,改变某条件,v(逆)随时间(t)的变化关系如图1所示,则t1时刻改变的条件可能是_______(填字母)。
a.保持温度不变,压缩容器b.保持体积不变,升高温度c.保持体积不变,加少量炭粉d.保持体积不变,增大CO浓度(3)在该温度下,反应iii至30s时达到平衡,若在30s时,升高温度,经30s又重新达到平衡,请在下图上画出正逆速率变化图像_______。
(4)在一定温度下,向某体积可变的恒压密闭容器(p 总)加入1molCO 2与足量的炭,发生反应ⅲ,平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图2所示。
①650℃时,该反应达平衡后吸收的热量是_______。
②T ℃时,若向平衡体系中再充入一定量按V(CO 2)∶V(CO)=5∶4的混合气体,平衡_______ (填“正向”“逆向”或“不”)移动。
③925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K p 为_______。
[气体分压(p 分)=气体总压(p 总)×体积分数,用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数,记作K p ]答案:-27 K 2·(K 3)3 ad 43kJ 正向23.04p 总 解析:【详解】(1)根据盖斯定律,第一个方程式减去第三个方程式的3倍,得到X=+489−(+172)×3=−27;分别写出三个反应的平衡常数的表达式,即可推导出K 1、K 2与K 3之间的关系为K 2=133K (K ),K 1=K 2·(K 3)3; (2)T ℃时,向某恒温密闭容器中加入一定量的Fe 2O 3和C ,发生反应Fe 2O 3(s)+3C(s)2Fe(s)+3CO(g),反应达平衡后,在t 1时刻,改变某条件,逆反应速率突然增大,但达到平衡后于原平衡相同,说明温度不变,平衡常数K =c 3(CO)不变,则t 1时刻改变的条件是压缩体积或增大CO 浓度,故答案选ad ;(3)在30s 时升高温度,正逆反应速率均加快,但由于反应ⅲ为吸热反应,升高温度向吸热反应方向(即正反应方向)移动,说明正反应速率比逆反应速率增大的程度大,故这一过程的正逆反应速率图像大致为;(4)①由图可知,650℃时,反应达到平衡后,CO 的体积分数为40%,根据化学平衡“三段式”法有:()()()()()()2C s +CO g 2CO g mol 10mol x 2x mol 1-x2x起始转化平衡则2x1-x+2x×100%=40%,解得x=0.25mol ,由C(s)+CO 2(g)2CO(g) △H =+172kJ/mol 可知,该反应达平衡后吸收的热量是:0.25mol ×172kJ/mol=43kJ ,故答案为43;②T ℃时,CO 和CO 2体积分数都为50%,则CO 和CO 2物质的量都为0.5mol ,若向平衡体系中再充入一定量按V(CO 2):V(CO)=5:4的混合气体,假设加入物质的量分别为5mol 和4mol ,如果加入4mol CO 2和4molCO ,相当于等效平衡,因此平衡不移动,而加入的是5mol CO 2,相当于开始加入4mol CO 2和4molCO ,后来再加入1mol CO 2,因此平衡正向移动;故答案为:正向;③925℃时,CO 的体积分数为96%,CO 2的体积分数为4%,则p (CO)=0.04P KPa ,p (CO 2)=0.96P KPa ,所以分压平衡常数K p =2(0.96p )0.06p 总总=23.04p 总;故答案为:23.04p 总。
人教版化学选修一第一章知识点总结一、生命的基础能源——糖类。
1. 糖类的组成与分类。
- 组成:糖类一般由C、H、O三种元素组成,大多数糖类的化学组成符合通式C_n(H_2O)_m,但有些糖不符合,如鼠李糖C_6H_12O_5。
- 分类:- 单糖:不能水解的糖,如葡萄糖和果糖,化学式均为C_6H_12O_6,葡萄糖是多羟基醛,果糖是多羟基酮。
- 二糖:能水解生成两分子单糖的糖,如蔗糖和麦芽糖,化学式均为C_12H_22O_11。
蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,麦芽糖水解生成两分子葡萄糖。
- 多糖:能水解生成许多分子单糖的糖,如淀粉和纤维素,化学式均为(C_6H_10O_5)_n,n值不同,二者不是同分异构体。
2. 葡萄糖。
- 物理性质:白色晶体,有甜味,能溶于水。
- 化学性质:- 还原性:能发生银镜反应(与银氨溶液反应),反应方程式为CH_2OH(CHOH)_4CHO + 2Ag(NH_3)_2OH→()CH_2OH(CHOH)_4COONH_4+2Ag↓+ 3NH_3+H_2O;也能与新制氢氧化铜悬浊液反应,反应方程式为CH_2OH(CHOH)_4CHO+2Cu(OH)_2+NaOH→()CH_2OH(CHOH)_4COONa +Cu_2O↓+3H_2O。
- 加成反应:与H_2发生加成反应生成己六醇。
- 发酵反应:在酒化酶作用下转化为乙醇,反应方程式为C_6H_12O_6→(酒化酶, )2C_2H_5OH + 2CO_2↑。
- 葡萄糖在人体内的作用:提供能量,在体内被氧化的化学方程式为C_6H_12O_6(s)+6O_2(g)→6CO_2(g)+6H_2O(l),Δ H=-2804kJ/mol。
3. 淀粉和纤维素。
- 淀粉:- 物理性质:白色、无气味、无味道的粉末状物质,不溶于冷水,在热水中形成胶状淀粉糊。
- 化学性质:水解反应,在稀酸或淀粉酶作用下逐步水解,最终生成葡萄糖,反应方程式为(C_6H_10O_5)_n+nH_2O→(酸或酶, )nC_6H_12O_6;淀粉遇碘变蓝,可用于检验淀粉的存在。
一、填空题1.(1)光催化还原CO 2制备CH 4反应中,带状纳米ZnGeO 4是该反应的良好催化剂。
Zn 、Ge 、O 电负性由大至小的顺序是______。
(2)元素铜与镍的第二电离能分别为1Cu I 1958kJ mol -=⋅、1Fe I 1753kJ mol -=⋅,Cu FeI >I 的原因是______。
答案:O >Ge >Zn 铜失去的是全充满的103d 电子,镍失去的是14s 电子【详解】(1)元素的金属性越强,其电负性越小,元素的非金属性越强,其电负性就越大。
根据电负性递变规律可知,元素的非金属性:O >C >Ge ,所以O >C >Ge ;因Zn 与Ge 是同一周期元素,元素的金属性Zn >Ge ,所以根据电负性递变规律可知,电负性:Ge >Zn ,故Zn 、Ge 、O 三种元素的电负性由大到小的顺序为:O >Ge >Zn 。
(2)基态Cu +的价电子排布式为3d 10,3d 轨道处于全充满的稳定状态,而基态Ni +的价电子排布式为3d 84s 1,4s 轨道只有1个电子,所处状态不是稳定状态,失去电子消耗能量比较少,所以镍的第二电离能相对Cu 来说较小。
2.下表为元素周期表的一部分,请参照元素①一④在表中的位置回答下列问题: 族周期IA 0 1① IIA IIIA IV A V A VIA VIIA 2② ③ ④ 3 ⑤ ⑥ ⑦⑧ (1)③、⑤、⑥的离子半径由大到小的顺序为____________'(用离子符号表示)。
(2)写出⑤和⑥的最高价氧化物的水化物相互反应的化学方程式_______________ (3)②的某核素可用于文物年代的测定,该核素有8个中子,该核素的符号是______ (4)比较元素②、⑦和⑧的最高价氧化物的水化物的酸性大小_____(5)①④两种元素可组成的一种既有极性共价键也有非极性共价键的化合物,写出该物质的电子式______(6)①和④的单质可组成燃料电池,正极反应物为_____(用化学式表示,下同),若电解溶液为稀疏酸,写出负极的电极反应__________答案:N 3->Na +>Al 3+ Al(OH)3+NaOH=NaAlO 2+2H 2O 146C HClO 4>H 2CO 3>H 2SiO 3O 2 H 2-2e -=2H +解析:结合周期表结构可知①到⑧分别为H 、C 、N 、O 、Na 、Al 、Si 、Cl ,结合元素周期表、律相关知识解答。
一、填空题1.(1)同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),在光照和点燃条件下的ΔH(化学计量数相同)分别为ΔH1、ΔH2,ΔH1___ΔH2(填“>”“<”或“=”,下同)。
(2)相同条件下,1 molP4所具有的能量___4 molP原子所具有的能量。
(3)已知P4(白磷,s)⇌4P(红磷,s) ΔH=-17kJ·mol-1,比较下列反应中ΔH的大小:ΔH1___ΔH2。
①P4(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH1②4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH2(4)已知:稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,则浓硫酸和稀氢氧化钠溶液反应生成2mol水,放出的热量___114.6kJ。
(5)已知:28gFe(s)与CO2(g)在一定条件下,完全反应生成FeO(s)和CO(g),吸收了akJ热量,该反应的热化学方程式是___。
答案:=<<>Fe(s)+CO2(g)= FeO(s)+CO(g) H=+2akJ/mol【详解】(1)反应热与反应物的总能量和生成物的总能量,与反应条件无关,则光照和点燃条件的△H相同,故答案为:=;(2)P原子形成P4分子时形成化学键,释放能量,故1 molP4所具有的能量<4 molP原子所具有的能量;故答案为:<;(3)根据题给热化学方程式,常温时红磷比白磷稳定,说明白磷能量高,反应放出的热量较多,因△H<0,则放出的能量越多△H越小,故答案为:<;(4)浓硫酸溶于水放热,故浓硫酸和稀氢氧化钠溶液反应生成2mol水,放出的热量>114.6kJ,故答案为:>;(5)已知:28gFe(s)即0.5mol Fe(s)与CO2(g)在一定条件下,完全反应生成FeO(s)和CO(g),吸收了akJ热量,该反应的热化学方程式是Fe(s)+CO2(g)= FeO(s)+CO(g) H=+2akJ/mol。
一、填空题1.我国目前发射火箭主要采用强氧化剂H2O2和强还原剂液态肼N2H4作燃料。
它们混合反应时,产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。
已知0.4mol液态肼与足量液态双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出256.6kJ的热量。
请回答。
(1)反应的热化学方程式为:_____________。
(2)又已知H2O(液)=H2O(气)△H=+44kJ·mol-1,则16g液态肼与足量液态双氧水参加上述反应生成液态水时放出的热量为_____________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:_____________。
答案:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-641.5kJ/mol408.75产物是氮气和水,无污染【详解】(1)0.4mol液态肼与足量的液态双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出256.6kJ的热量,1mol液态肼和过氧化氢反应放热为256.6kJ÷0.4=641.5kJ,反应的热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-641.5kJ/mol;(2)①N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-641.5kJ/mol②H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ·mol-1结合盖斯定律可知①-②×4得到:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)△H=-817.5kJ/mol,依据热化学方程式可知32g肼反应放热817.5kJ,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817.5kJ÷2=408.75kJ;(3)火箭推进器中盛有强还原剂液态肼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,除释放大量热和快速产生大量气体外,产物是氮气和水,无污染。
2.(1)1g 硫粉在O2中充分燃烧放出 9.36kJ热量,写出硫燃烧的热化学方程式_______。
(2)若2.6 g 乙炔(C2H2,气态)完全燃烧生成液态水和CO2(g)时放热130 kJ。
则乙炔燃烧的热化学方程式为_______。
答案:S(s) +O2(g)=SO2(g);∆ H=-299.52 kJ·mol-12C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l);∆H =-2600kJ·mol-1【详解】(1)1g 硫粉的物质的量为1/32moL,1g 硫粉在O2中充分燃烧放出 9.36kJ热量,则1mol硫粉充分燃烧放出 299.52kJ热量,硫燃烧的热化学方程式为S(s) +O2(g)=SO2(g);△H = -299.52 kJ·mol-1;(2) 2.6 g乙炔的物质的量是0.1mol,2.6 g 乙炔完全燃烧生成液态水和CO2(g)时放热130 kJ,则1moL乙炔完全燃烧生成水和二氧化碳放热1300KJ,乙炔燃烧的热化学方程式是2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l);△H = -2600kJ·mol-1。
3.CH4、H2、C都是优质的能源物质,根据下列信息回答问题:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ·mol-1②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1④ 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H =-566.0 kJ·mol-1(1)在深海中存在一种甲烷细菌,它们依靠酶使甲烷与O2作用产生的能量存活,甲烷细菌使1mol甲烷生成CO2气体与液态水,放出的能量________(填“>”“<”或“=”)890.3kJ。
(2)已知H-H的键能436kJ/mol O=O的键能496kJ/mol H-O的键能463kJ/mol,根据上述数据(能否)______________计算②的反应热(3)若1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气,放出的热量______(填“大于”“等于”或“小于”)890. 3kJ。
(4)计算CO2(g)+4H2( g ) =CH4( g ) +2H2O( l )的焓变△H=__________。
(5)甲烷与CO2可用于合成水煤气(主要成分是一氧化碳和氢气):CH4+CO2=2CO+2H2,1gCH4完全反应可释放15.46kJ的热量,若将物质的量均为1mol的CH4与CO2充入某恒容密闭容器中,①体系放出的热量随着时间的变化如图所示,则CH4的转化率为________。
②相同状况下若得到相等的热量,所需水煤气与甲烷的体积比约为________(整数比)(6)①石墨中C-C键键能________金刚石中C-C键键能。
(填“大于” “小于”或“等于”)。
②写出石墨转化为金刚石的热化学方程式:____________________________________。
答案:=否小于-252.9 kJ·mol-163%3:1大于C(石墨,s)==C(金刚石,s)ΔH=+1.9 kJ·mol-1【详解】(1)给定反应的反应热只取决于反应物和生成物的多少和状态,与中间过程无关,所以该反应热仍为890.3kJ。
(2)因为键能是指断开气态物质中1mol化学键所需要吸收的能量,②中水为液态,所以不能计算其反应热。
(3)因为从液态水变水蒸气是吸热的,所以1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气,放出的热量小于890. 3kJ。
(4)根据盖斯定律分析,有②×2-①即可得热化学方程式CO2(g)+4H2( g ) =CH4( g )+2H2O( l ) ΔH=-571.6kJ/mol×2+890.3kJ/mol=-252.9kJ·mol-1。
(5) ①1gCH4完全反应可释放15.46kJ的热量,则1mol甲烷完全反应放出的热量=15.46kJ/g×16g=247.36kJ,则甲烷的转化率为155.8kJ÷247.36kJ×100%=63%。
②水煤气中主要成分为一氧化碳和氢气,且比例为1:1,则1mol一氧化碳和氢气的混合气体反应产生的热量为(571.6kJ÷22+566.0kJ÷2)÷2=284.4kJ,1mol甲烷反应放热为890.3 kJ,相同状况下,若得到相等的热量,所需的水煤气和甲烷的体积为1/284.4:1/890.3=3:1。
(6)①从图分析,等物质的量的石墨的能量比金刚石低,所以石墨中的键能大于金刚石中的键能。
②根据图有热化学方程式为:a:C(石墨,s)+ O2(g)=CO2(g) △H =-110.5kJ/mol-283.0kJ/mol=-393.5 kJ·mol-1,b:C(金刚石,s) + O2(g)=CO2(g) △H =-395.4 kJ·mol-1,根据盖斯定律分析,a-b可以得热化学方程式为:C(石墨,s)==C(金刚石,s) ΔH=+1.9 kJ·mol-1。
【点睛】反应热可以用反应物和生成物具有的能量进行计算,也可以用键能计算,与反应前后的物质的多少和状态有关,与过程无关,但要注意键能是表示气态物质中的化学键断开需要吸收的能量。
4.金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们燃烧时,若氧气不足生成一氧化碳,若充分燃烧生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。
(1)等质量的金刚石和石墨完全燃烧,____________(填“金刚石”或“石墨”)放出的热量更多,写出表示石墨完全燃烧的热化学方程式:_______________________________________ (2)在通常状况下,____________(填“金刚石”或“石墨”)更稳定,写出石墨转化为金刚石的热化学方程式:_______________________________________________________________。
(3)12 g石墨在一定量空气中燃烧,生成气体36 g,该过程中放出的热量为________。
答案:金刚石 C(石墨,s)+O 2(g)===CO 2(g) ΔH =-393.5 kJ·mol -1 石墨 C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH =1.9 kJ·mol -1 252.0 kJ解析:根据热化学反应方程式的书写规则分析解答;根据盖斯定律分析解答。
【详解】由图示书写热化学方程式通常用三步法:第一步正确书写出化学反应方程式,第二步补加状态,第三步计算,由图计算对应的ΔH 。
(1)含有1 mol C 原子的金刚石和石墨完全燃烧生成二氧化碳,前者放出热量395.4 kJ ,后者放出热量为110.5 kJ +283.0 kJ =393.5 kJ ,可见金刚石放出能量多。
石墨完全燃烧的反应方程式为C +O 2===CO 2;补加状态C(石墨,s)+O 2(g)===CO 2(g) ΔH =-Q kJ·mol -1;图示为生成1 mol CO 2对应热量,因此热化学方程式为C(石墨,s)+O 2(g)===CO 2(g) ΔH =-393.5 kJ·mol -1。
(2)图示中金刚石能量高于石墨,能量越低越稳定,所以石墨稳定。
含有1 mol C 原子的石墨的总能量比等质量的金刚石的总能量低(393.5-395.4) kJ =1.9 kJ ,据此可写出反应的热化学方程式:C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH=1.9 kJ·mol -1。
(3)石墨质量是12 g ,生成气体质量36 g ,根据C 、O 元素守恒可求出CO 、CO 2的物质的量均为0.5 mol 。
则反应放出的热量为0.5 mol×110.5 kJ·mol -1+0.5 mol×393.5 kJ·mol -1=252.0 kJ 。
【点睛】热化学方程式书写时应注意以下问题:1.注意△H 的符号和单位 △H 只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。
若为放热反应,△H 为“-”;若为吸热反应,△H 为“+”。
△H 的单位一般为kJ /moJ 。
2.书写热化学方程式时应注明△H 的测定条件。
3.注意物质的聚集状态反应物和生成物的聚集状态不同,反应热△H 不同。
4.注意热化学方程式的化学计量数。
5.(1)已知2H→H 2放出437.6 kJ 的热量,下列说法正确的是____A .氢气分子内每个氢原子都达到稳定结构B .氢气分子的能量比两个氢原子的能量低C .1molH 2离解成 2 mol H 要放出437.6 kJ 热量D .氢原子比氢气分子稳定(2)科学家最近研制出利用太阳能产生激光,并在二氧化钛(TiO 2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术2H 2O2TiO 激光2H 2↑+O 2↑。