第一章:化学反应的热效应强基习题
一、单选题
1.在催化剂的作用下,HCOOH分解的机理如图所示。下列说法错误的是
A.该循环机理中N原子的成键个数发生了变化
B.是该反应的催化剂
C.每步反应中都有元素化合价发生变化
D.总反应为
2.对于反应3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,在测量化学反应速率时,以下相关性质不可以利用的为
A.气体的体积和体系的压强
B.溶液颜色的深浅
C.H+浓度的变化
D.固体物质的体积
3.下列说法正确的是
A.化学反应中的能量变化都表现为热量的变化
B.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
C.放热反应在常温下一定很容易发生
D.反应是吸热还是放热必须看旧键断裂时吸收的能量和新键形成时释放的能量的大小
4.CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。已知:①C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol 1②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol 1③C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol 1则该催化重整反应的ΔH等于
A.-580 kJ·mol 1 B.+247 kJ·mol 1 C.+208 kJ·mol 1 D.-430kJ·mol 1
5.下列热化学方程式中△H的值能表示可燃物的燃烧热的是
A. △H =-484 kJ/mol
B.△H =-802.3 kJ/mol
C. △H =-571.6 kJ/mol
D.△H =-283 kJ/mol
6.下列有关能量的说法不正确的是
A.化石能源物质内部贮存着大量的能量
B.一个反应是吸热反应还是放热反应要看反应物和生成物具有总能量的相对大小
C.燃料燃烧时只是将化学能转化为热能,无其它能量的转化
D.需要加热的化学反应不一定都是吸热反应
7.化学反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量变化如图所示,则下列说法中正确的是
A.该反应是吸热反应,吸收的热量为(y-x)kJ
B.断裂1 mol H—H键和1 mol Cl—Cl键时能放出x kJ的能量
C.断裂2 mol H—Cl键时需要吸收y kJ的能量
D.2 mol HCl(g)的总能量高于1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)的总能量
8.工业上,在一定条件下利用乙烯和水蒸气反应制备乙醇。反应原理CH2=CH2(g)+H2O(g)=CH3CH2OH(g )△H。已知几种共价键的键能如下:
化学键 C-H C=C H-O C-C C-O
键能/kJ·mol-1 413 615 463 348 351
下列说法错误的是
A.上述合成乙醇的反应原子利用率为100%
B.相同时间段内,用该反应中三种物质表示的该反应的化学反应速率相等
C.碳碳双键的键能大于碳碳单键键能,但碳碳单键更稳定
D.上述反应式中,△H=+34kJ·mol-1
9.用50mL 0.50mol/L的盐酸与50mL 0.55mol/L的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量计算中和热。下列说法正确的是
A.环形玻璃搅拌棒可用铜质材料代替
B.向盛装酸的烧杯中加碱时要小心缓慢
C.测量盐酸的温度计要用水清洗后再测量NaOH溶液的温度
D.在25℃和101 kPa下,强酸和强碱的稀溶液反应生成1mol H2O时,放出57.3kJ/mol的热量
10.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A.反应能自发进行是因为体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向
B.在一定温度和压强下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放出热量19.3kJ,则其热化学方程式为
C.已知酸和碱发生中和反应生成1mol水,这时的反应热叫中和热
D.已知,则氢气的燃烧热为
11.某化学反应的能量变化如图所示,下列说法错误的是
A.该反应可能不需要加热就能够发生
B.该反应断键吸收的总能量大于成键释放的总能量
C.该反应可能是化合反应,也可能是分解反应
D.该反应的化学方程式可能为 2Na+2H2O =2NaOH+2H2↑
12.下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ/mol,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热 ΔH=2×(-57.3)kJ/mol
B.甲烷的燃烧热ΔH=-890.3 kJ·mol-1,则CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH<-890.3 kJ·mol-1
C.CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的 △H=+566.0kJ/mol
D.已知:500 ℃、30 MPa下,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1;将1.5 mol H2和过量的N2在此条件下充分反应,放出热量46.2 kJ
二、填空题
13.氨气具有还原性,例如,氨气能与卤素单质发生置换反应。已知几种化学键的键能数据如表所示。
化学键 N-H N≡N Br-Br H-Br
键能/(kJ·mol-1) 391 946 194 366
请写出氨气与溴蒸气反应的热化学方程式:_______
14.(1)氮是动植物生长不可缺少的元素,合成氨的反应对人类解决粮食问题贡献巨大。已知:H-H 的键能为 436 kJ/mol,N-H 的键能为 391 kJ/mol,生成 1mol NH3过程中放出 46 kJ 的热量,则 N≡N 的键能为____________________。
(2)某温度时,在一个 10 L 的恒容容器中,X、Y、 Z 均为气体,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示:
根据图中数据填空:
①该反应的化学方程式为 ___________________________;
②反应开始至 2 min,以气体 X 表示的平均反应速率为_____________________;
(3)将 a mol X 与 b mol Y 的混合气体发生上述反应,反应到某时刻各物质的量恰好满足:n(X) = n(Y) = 2n(Z),则原混合气体中 a:b= _____________;
(4)在恒温恒容的密闭容器中,当下列物理量不再发生变化时:a. 混合气体的压强;b.混合气体的密度;c.混合气体的平均相对分子质量;d.混合气体的颜色。
①一定能证明 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态的是(填字母,下同)_____________;
②一定能证明 I2(g)+H2(g) 2HI(g)达到平衡状态的是________________;
③一定能证明 A(s)+2B(g) C(g)+D(g)达到平衡状态的是__________________。
15.按要求回答下列问题:
(1)航天员呼吸产生的利用Bosch反应:,再电解水可实现的循环利用。热力学中规定由最稳定单质生成某物质的焓变称为该物质的标准生成焓(符号:),最稳定单质的标准生成焓规定为0。已知上述反应中:;,;,则_______。
(2)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:
已知:
化学键
键能/() 412 348 612 436
计算上述反应的_______。
(3)已知反应的,、分子中化学键断裂时分别需要吸收、的能量,则分子中化学键断裂时需吸收的能量为_______。
16.(1)异丁烷的结构简式为___________,甲基的电子式为___________,相对分子质量为86的烷烃的分子式为___________,C17H33COOH名称为___________。
(2)断开l mol H-H键、1molN-H键、1molN≡N键分别需要吸收能量为436 kJ、391 kJ、946 kJ,则H2与N2反应生成2 mol NH3放出能量___________kJ。
三、计算题
17.SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S F键。已知:1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF F、S F键需要吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)+3F2(g)=SF6(g)的反应热ΔH为_______。
18.氮是地球上含量丰富的一种元素,氨及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)如图是N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中能量的变化示意图,正反应的活化能为_______kJ/mol。
(2)请写出N2和H2反应的热化学方程式:_______。
(3)试根据表中及图中数据计算N-H的键能:_______kJ/mol。
化学键 H-H N≡N
键能(kJ/mol) 435 943
(4)用NH3催化还原NOx还可以消除氮氧化物的污染。已知:
4NH3(g)+3O2(g)=2N2+6H2O(g) H=-a kJ/mol ①
N2(g)+O2(g)=2NO(g) H=b kJ/mol②
求:若1molNH3还原NO至N2,则该反应过程中的反应热 H=_______kJ/mol(用含a、b的式子表示)。
四、工业流程题
19.江苏连云港开发硅产业比较发达,粗硅提纯经常用“三氯氢硅法”。将干燥的硅粉加入合成炉中,与通入的干燥氯化氢气体在280~330℃有氯化亚铜催化剂存在下进行氯化反应,反应气体旋风分离除去杂质,再用氯化钙冷冻盐水将气态三氯氢硅冷凝成液体,经粗馏塔蒸馏和冷凝,除去高沸物和低沸物,再经精馏塔蒸馏和冷凝,得到精制三氯氢硅液体。纯度达到七个“9”以上,杂质含量小于1×10-7,硼要求在0.5×10-9以下。提纯后的三氯氢硅送入不锈钢制的还原炉内,用超纯氢气作还原剂,在1050~1100℃还原成硅,并以硅芯棒为载体沉积而得多晶硅成品。其反应式如下:
Ⅰ.H2+Cl2=2HCl
Ⅱ.Si(粗)+3HCl(g)=SiHCl3(l)+H2(g)
Ⅲ.SiHCl3(l)+H2(g)=Si(纯)+3HCl(g)
据以上材料回答问题:
(1)电炉中发生反应后排出气体X的成份______(填化学式)。
(2)目前提倡“低碳类经济”,CO2的吸收转化成有机物可有效实现碳循环,是节能减排的有效措施。某物质y的核磁共振氢谱只有一个峰,与CO2可催化加聚生成自然降解的塑料聚碳酸酯,其反应方程式。则Y的结构简式为___________。
(3)在上述流程中可以循环使用的物质是________。(填名称)
(4)SiH4化学性质比较活泼,它在空气中自燃,有强还原性,在碱存在下迅速水解,由SiH4为原料进行氮化来制备Si3N4纳米材料,则你认为该材料中最大可能存在的杂质___(填化学式)。
(5)已知化学键如表
则下述反应SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g),该反应的反应热 △H=___kJ·mol-1。
20.碳酸钠是一种重要的化工原料,主要采用氨碱法生产。回答下列问题:
Ⅰ.已知:① 2NaOH(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+H2O(g) ΔH1= 127.4 kJ·mol 1
② NaOH(s)+CO2(g)=NaHCO3(s) ΔH1= 131.5 kJ·mol 1
(1)反应2NaHCO3(s)= Na2CO3(s)+ H2O(g) +CO2(g)的ΔH=___________ kJ·mol 1
Ⅱ.工业上以侯氏制碱法为基础生产焦亚硫酸钠(Na2S2O5)的工艺流程如下:
已知:反应Ⅱ包含2NaHSO3 Na2S2O5+H2O等多步反应。
(2)反应Ⅰ的化学方程式为___________;在进行反应Ⅰ时,向NaCl溶液中先通入___________(填“CO2”或“NH3”);
(3)“灼烧”时发生反应的化学方程式为___________;
(4)已知Na2S2O5与稀硫酸反应放SO2,其离子方程式为___________。
(5)副产品X化学式为___________;生产中可循环利用的物质为___________(化学式)。
(6)为了减少产品Na2S2O5中的杂质含量,理论上需控制反应II中气体与固体反应物的物质的量之比为___________。
参考答案:
1.C
【详解】A.反应①中N原子的成键个数由3变化至4,反应③中N原子的成键电子数由4变化至3,选项A正确;
B.由图示可知,在经历反应①、②、③之后没有发生任何变化,并且可重新循环参与到 HCOOH分解的反应中,故 是该反应的催化剂,选项B正确;
C.反应①不涉及元素化合价变化,选项C错误;
D.由图示可知,箭头只指向反应过程内的为反应物,箭头只指向反应过程外的为生成物,故反应物为 HCOOH,生成物为和,选项D正确。
答案选C。
2.D
【分析】对于反应3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,生成物NO为气体,离子反应为3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O,
【详解】A.体积大,压强小,化学反应速率减慢,故气体的体积和体系的压强可以用来测量化学反应速率,A不选;
B.生成的硝酸铜为蓝色溶液,颜色越深,说明浓度越大,反应速率越快,故溶液颜色的深浅可以用来测量化学反应速率,B不选;
C.铜与稀硝酸反应,离子反应为3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O,H+物质的浓度浓度越小,反应速率越快,故用H+浓度的变化可以用来测量化学反应速率,C不选;
D.V=△C/△t,固体的浓度为定值,不可以利用固体物质的体积变化来测量化学反应速率,D 正确;
答案选D。
3.D
【详解】A.化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化,但不一定就只有热量变化,有时有电能、光能产生,错误;
B.任何反应都需要在一定条件下才能反应,需要加热才能发生的反应可能是吸热反应,也可能是放热反应,错误;
C.放热反应在常温下也不一定很容易发生,这与反应的活化能大小有关,错误;
D.反应是反应物原子重新组合的过程,化学反应吸热还是放热必须看旧键断裂时吸收的能量和新键形成时释放的能量的大小,正确。
4.B
【分析】根据盖斯定律,2×③-①-②得CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),△H发生相应的改变。
【详解】已知:①C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol 1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol 1
③C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol 1
根据盖斯定律,2×③-①-②得CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),△H=2×(-111 kJ·mol 1)-(-75 kJ·mol 1)-(-394 kJ·mol 1)=+247 kJ·mol 1,答案选B。
5.D
【详解】燃烧热表示1 mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量。
A.可燃物H2的物质的量不是1 mol,且H2O的稳定状态是液态而不是气态,因此不能表示燃烧热,A错误;
B.可燃物CH4的物质的量是1 mol,但反应产生的水是气态,不是稳定状态—液态,因此不能表示燃烧热,B错误;
C.可燃物是2 mol H2,因此该反应不能表示燃烧热,C错误;
D.可燃物CO的物质的量是1 mol,燃烧产生气态CO2是其稳定存在形式,故该方程式能够表示燃烧热,D正确;
故合理选项是D。
6.C
【详解】A.煤、石油、天然气等化石能源在燃烧时产生大量的热,释放能量,因此化石能源物质内部蕴涵着大量的能量,故A正确;
B.反应吸热还是放热取决于反应物和生成物的总能量的相对大小,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,反之吸热,故B正确;
C.燃烧是发光发热的剧烈的氧化还原反应,因此燃料燃烧时化学能转化为热能和光能等,故C错误;
D.反应条件和反应吸热、放热无关,因此需要加热的化学反应不一定都是吸热反应,故D正确;
故答案选C。
7.C
【详解】A.由图可知反应物的总能量大于生成物的总能量,所以该反应为放热反应,故A错误;
B.断键要吸收能量,所以断裂1mol H-H键和1mol Cl-Cl键吸收x kJ能量,故B错误;
C.由图可知,断裂2mol H-Cl键需要吸收y kJ的能量,故C正确;
D.由图可知反应物的总能量大于生成物的总能量,即2mol HCl的总能量低于1mol H2和1mol Cl2的总能量,故D错误;
故选C。
8.D
【详解】A.乙烯水化制乙醇的反应是加成反应,反应物全部转化为生成物,原子利用率为100%,A正确;
B.反应混合物中,各物质的化学计量数相同,所以相同时间段内,反应中用三种物质表示的反应速率相等,B正确;
C.由题中数据可知,碳碳双键的键能小于碳碳单键键能的2倍,所以碳碳单键比碳碳双键更稳定,C正确;
D.上述反应式中,△H=(615kJ·mol-1)+( 413 kJ·mol-1) +( 463 kJ·mol-1) -(348 kJ·mol-1)-( 413 kJ·mol-1)-(463 kJ·mol-1)-( 351 kJ·mol-1)=-34kJ·mol-1,D错误; 正确选项D。
【点睛】反应热=反应物断键吸收的总能量-生成物成键放出的总能量,如果反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量,反应为吸热反应;如果反应物断键吸收的能量小于生成物成键放出的能量,反应为放热反应。
9.C
【详解】A.若用铜质材料代替玻璃搅拌器,使热量损失大,测定结果偏低,A错误;
B.向盛装酸的烧杯中加碱时要小心迅速,减缓热量损失,B错误;
C.测量盐酸温度的温度计上沾有少量盐酸,如果不用水冲洗干净,测量 NaOH 溶液的温度时,少量盐酸与NaOH反应放热,使测得的温度高于 NaOH 溶液的实际温度,C正确;
D.在25℃和101kPa下,强酸和强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时,放出57.3kJ的热量,中和热△H=-57.3kJ/mol,D错误;
答案选C。
10.A
【详解】A.焓减熵增的反应一定能自发进行,该反应是焓增反应,能自发进行则一定是因为熵增,即体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向,A正确;
B.氮气与氢气合成氨是可逆反应,无法计算生成氨气的物质的量,无法计算反应热,B错误;
C.中和热是强酸和强碱的稀溶液反应生成1mol水放出的热量,C错误;
D.燃烧热是1mol燃料完全燃烧生成稳定的产物所放出的热量,根据该热化学方程式可知氢气的燃烧热为241.8 kJ mol﹣1,D错误;
故选A。
11.D
【详解】A.该反应是吸热反应,吸热反应不一定需要加热,故A正确;
B.该反应是吸热反应,断键吸收的总能量大于成键释放的总能量,故B正确;
C.有些化合反应是吸热的,分解反应是吸热的,故该反应可能是化合反应,也可能是分解反应,故C正确;
D.2Na+2H2O =2NaOH+2H2↑是放热反应,故D错误;
故答案为D
12.C
【详解】A. 中和热概念是强酸、强碱的稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量,中和热△H= 57.3kJ/mol,故A错误;
B. 燃烧热反应中对应生成的水为液态水,且气态水的能量比液态水的能量高,则CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g) △H> 890.3kJ mol 1,故B错误;
C. 若两个反应互为逆反应时,焓变的数值相同、符号相反,且物质的量与热量成正比,由CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,可知2CO2(g)═2CO(g)+O2(g)反应的△H=+566.0kJ/mol,故C正确;
D. 合成氨为可逆反应,氮气过量时,1.5molH2也不能完全转化,则此条件下充分反应,放出热量小于46.2kJ,故D错误;
故选C。
13.2NH3(g)+3Br2(g)=N2(g)+6HBr(g) ΔH=-214 kJ·mol-1
【详解】NH3与溴蒸气发生置换反应,化学方程式为2NH3(g)+3Br2(g)=N2(g)+6HBr(g) ΔH=∑(反应物的键能)-∑(生成物的键能)=(6×391 kJ·mol-1+3×194 kJ·mol-1)-(946 kJ·mol-1+6×366 kJ·mol-1)=-214 kJ·mol-1。
14. 946 kJ/mol; 3X + Y 2Z; 0.015 mol/(L min); 7:5; a c; d; b c。
【分析】(1) 根据反应热等于反应物键能总和与生成物键能总和之差可计算得到N≡N 的键能;
(2) ①化学方程式中,化学计量数之比等于各个物质的量的变化量之比;
②根据化反应速率 来计算化学反应速率;
(3) 根据化学反应中的三段式进行计算;
(4) 根据化学平衡状态的特征判断,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化。解题时要注意,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,以此解答该题。
【详解】(1)设N≡N的键能为x kJ/mol,根据题意写出热化学方程式;ΔH = - 46 kJ/mol,根据反应热等于反应物键能总和与生成物键能总和之差可得:
,解得x = 946,因此N≡N的键能为946 kJ/mol;
故答案为:946 kJ/mol。
(2) ①根据图示内容可知,X和Y是反应物,Z是生成物,X、Y、Z的变化量之比是0.3:0.1:0.2 = 3:1:2,因此反应的化学方程式为:
3X + Y 2Z;
故答案为:3X + Y 2Z;
②反应开始至2 min,以气体X表示的平均反应速率为:v = 0.3 mol÷10 L÷2 min = 0.015 mol/(L min);
故答案为:0.015 mol/(L min);
(3)设Y的变化量是x mol,
当n(X) = n(Y) = 2n(Z) 时,可得:a-3x = b-x = 4x,则a = 7x,b = 5x,所以原混合气体中a:b = 7:5;
故答案为:7:5;
(4)①对于反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),a.混合气体的压强不再发生变化,说明气体的物质的量不变,反应达平衡状态,故a正确;b.该反应中混合气体的密度一直不变,故b错误;c.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化,说明气体的物质的量不变,反应达平衡状态,故c正确;d. SO2、O2和SO3均为无色,混合气体的颜色一直不变,故d错误;
故选:a c;
②对于反应I2(g)+H2(g) 2HI(g),a.该反应中混合气体的压强一直不变,故a错误;b.该反应中混合气体的密度一直不变,故b错误;c.该反应中混合气体的平均相对分子质量一直不变,故c错误;d.混合气体的颜色不再发生变化,说明碘蒸气的浓度不变,反应达平衡状态,故d正确;
故选:d;
③对于反应A(s)+2B(g) C(g)+D(g),a.该反应中混合气体的压强一直不变,故a错误;b.混合气体的密度不变,说明气体的质量不变,反应达平衡状态,故b正确;c.混合气体的平均相对分子质量不变,说明气体的质量不变,反应达平衡状态,故c正确;d.由于B、C、D三种气体的颜色未知,因此混合气体的颜色一直不变无法判断是否达平衡状态,故d错误;
故选:b c。
【点睛】本题考查了化学平衡的计算,涉及化学反应速率的计算以及平衡状态的判断,明确化学反应速率与化学计量数的关系为解答关键,注意掌握化学平衡图象的分析方法,试题培养了学生的灵活应用能力,题目难度中等。
15.(1)
(2)
(3)299
【详解】(1)根据题干信息可知,=-+2++2=394+0+0-2×242=-90;
(2)由可知,“”不变,5个C-H键、1个C-C键断裂,形成3个C-H键、1个C=C键,1个H-H键,所以5=+124;
(3)设分子中化学键断裂时需吸收的能量为x,则=,解得:x=299,故分子中化学键断裂时需吸收的能量为299。
16. (CH3)3CH C6H14 油酸 92
【详解】(1)异丁烷的结构简式为(CH3)3CH,甲基为中性原子团,含有3个C-H键,碳原子的最外层电子数为7,电子式为,烷烃的通式为:CnH(2n+2),所以14n+2=86,解得n=6,烷烃分子式为C6H14,C17H33COOH的烃基含一个不饱和键,名称为油酸;
(2)在反应N2+3H2 2NH3中,断裂3molH-H键,1molN三N键共吸收的能量为3×436kJ+946kJ=2254kJ,生成2molNH3,共形成6molN-H键,放出的能量为6×391kJ=2346kJ,吸收的能量少,放出的能量多,该反应为放热反应,放出的热量为2346kJ-2254kJ=92kJ。
17.-1220kJ/mol
【详解】由题给信息可知,断裂1molS S键吸收能量280kJ,断裂3molF F键吸收能量,则吸收的总能量为Q吸=,形成1molSF6释放的总能量为Q放=,由反应方程式:S(s)+3F2(g)=SF6(g)可知,ΔH=760kJ/mol-1980kJ/mol=-1220kJ/mol。
18. 254 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=-92kJ/mol 390
【分析】根据图象,反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,结合反应热=反应物的总键能-生成物的总键能和盖斯定律分析解答。
【详解】(1)根据图象,正反应的活化能为254 kJ/mol,故答案为:254;
(2) 根据图象,反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,生成1mol氨气放出300 kJ -254kJ=46kJ热量,则反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=-92kJ/mol,故答案为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=-92kJ/mol;
(3) △H =反应物的总键能-生成物的总键能,设N-H的键能为x kJ/mol,则943+3×435-6x=-92,解得:x=390,故答案为:390;
(4)①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H=akJ/mol,②N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=bkJ/mol,根据盖斯定律,将可得NH3(g)+NO(g)=N2(g)+ H2O(g) △H=kJ/mol,故答案为:。
19. CO 氯化氢、氢气 SiO2或SiO2·nH2O +236
【详解】(1)电炉中碳和二氧化硅发生氧化还原反应生成硅和CO,则发生反应后排出气体X的成份CO。
(2)根据原子守恒结合反应方程式可知Y的结构简式为。
(3)氢气还原SiHCl3得到多晶硅,同时还有氯化氢生成,粗硅和氯化氢反应生成SiHCl3和氢气,因此在上述流程中可以循环使用的物质是氯化氢和氢气。
(4)SiH4化学性质比较活泼,它在空气中自燃生成二氧化硅和水,因此由SiH4为原料进行氮化来制备Si3N4纳米材料时最大可能存在的杂质是SiO2或SiO2·nH2O。
(5)硅晶体中平均1个硅原子形成2个共价键,又因为焓变=反应物键能之和减去生成物中键能之和,则反应SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)的反应热△H=(4×360+2×436-2×176-4×431)kJ/mol=+236kJ·mol-1。
20.(1)+135.6
(2) NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl NH3
(3)2CuS+3O2=2CuO+2SO2
(4)S2O+2H+=2SO2↑+H2O
(5) CO2
(6)2:1
【详解】(1)由题意可知,反应2NaHCO3(s)= Na2CO3(s)+ H2O(g) +CO2(g)可由反应得出,故该反应的;故答案为:+135.6。
(2)二氧化碳溶解度比较小,先通氨气使溶液呈碱性,可以吸收较多的二氧化碳,反应Ⅰ的化学方程式为:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,故答案为:NH3,NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。
(3)在空气中“灼烧”CuS时,生成CuO和SO2。故答案为:2CuS+3O2=2CuO+2SO2。
(4)Na2S2O5与稀硫酸反应放SO2,其离子方程式为S2O+2H+=2SO2↑+H2O,故答案为:S2O+2H+=2SO2↑+H2O。
(5)根据流程可知副产品X化学式为,反应中“加热”,和“反应Ⅱ”都放出了二氧化碳,可以通入“反应Ⅰ”再利用,故答案为:,CO2。
(6)反应II中,气体反应物是SO2,固体反应物是Na2CO3,产物是Na2S2O5,根据物料守恒原理,可知理论上二者的物质的量之比为2:1时,产物中杂质含量较小。故答案为2:1。
