内容正文:
章末综合提升
(一) 盖斯定律的两大热点应用——书写和计算
【思维建模】
(1)(2020·全国Ⅱ,28)乙烷在一定条件可发生如下反应:C2H6(g)===C2H4(g)+H2(g) ΔH1,相关物质的标准燃烧热数据如表所示:
物质
C2H6(g)
C2H4(g)
H2(g)
标准燃烧热ΔH/ (kJ·mol-1)
-1 560
-1 411
-286
ΔH1=________ kJ·mol-1。
(2)已知键能数据如下:
化学键
H—H
C===O
C≡O
H—O
C—H
E/(kJ·mol-1)
436
799
1 076
465
413
CH4(g)+H2O(l)===3H2(g)+CO(g)的ΔH2=________ kJ·mol-1。
【思维流程】
答案: +137 +198
(全国卷)由合成气(组成为H2、CO和少量CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:
甲醇合成反应:
(ⅰ)CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH1=-90.1 kJ·mol-1
(ⅱ)CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH2=-49.0 kJ·mol-1
水煤气变换反应:
(ⅲ)CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)
ΔH3=-41.1 kJ·mol-1
二甲醚合成反应:
(ⅳ)2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH4=-24.5 kJ·mol-1
则由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为_____________________________________。
【思维流程】
答案: 2CO(g)+4H2(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-204.7 kJ·mol-1
针对练1 按要求回答以下各题
(1)在催化剂作用下,甲烷可还原氮氧化物。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1;
②4NO2(g)+2N2(g)===8NO(g)
ΔH=+586 kJ·mol-1;
则CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=___________kJ·mol-1。
(2)利用合成气(主要成分CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,可能发生的反应有:
①CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH1=-63 kJ·mol-1
②CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g) ΔH2
③CH3OH(g)===CO(g)+2H2(g) ΔH3
已知部分化学键键能数据如下表:
化学键
H—H
C===O
C≡O
O—H
键能(kJ·mol-1)
436
803
1076
465
则ΔH3=_______kJ·mol-1。
(3)已知:①SO3(g)+NO(g)===NO2(g)+SO2(g) ΔH=+41.8kJ·mol-1,②2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g) ΔH2=-196.6 kJ·mol-1,则NO2(g)分解生成NO(g)和O2(g)的热化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析: (1)由盖斯定律可知,目标方程式=①-②,可得ΔH=-1 160 kJ·mol-1.
(2)ΔH2=2EC===O+EH—H-EC≡O-2EH—O
=(2×803+436-1 076-2×465) kJ/mol
=36 kJ·mol-1
ΔH3=ΔH2-ΔH1=(36+63) kJ·mol-1=99 kJ/mol;
(3)根据盖斯定律,-(反应①×2+反应②)可得NO2(g)分解生成NO(g)和O2(g)的热化学方程式2NO2(g)===2NO(g)+O2(g) ΔH=-(2×ΔH1+ΔH2)=-(2×41.8-196.6) kJ/mol=+113.0 kJ/mol;
答案: (1)-1160 (2)99 (3)2NO2(g)===2NO(g)+O2(g) ΔH=+113.0 kJ·mol-1
(二) 新型化学电源
(以xMg+Mo3S4MgxMo3S4为例)
(2021·辽宁卷)如图,某液态金属储能电池放电时产生金属化合物Li3Bi。下列说法正确的是( )
A.放电时,M电极反应为Ni-2e-===Ni2+
B.放电时,Li+由M电极向