内容正文:
(满分:100分;时间:90分钟)
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.2022年北京冬季奥运会的交通用车中,使用了氢燃料汽车。绿色交通工具是指在行驶中对环境不产生污染或只产生微量污染的载客工具。下列不属于绿色交通工具的是( )
A. B.
C. D.
解析 电能、氢能、太阳能是绿色能源,无污染,柴油属于化石燃料,燃烧后产生大量污染物,不属于绿色能源,所以不属于绿色交通工具的是柴油汽车。故选D。
答案 D
2.(广东河源高二龙川县第一中学校考期中)下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是( )
A.氧化钙溶于水
B.铁粉与硫粉共热
C.强酸强碱中和
D.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应
解析 反应中生成物总能量高于反应物总能量的反应为吸热反应,以此解题。A.氧化钙溶于水属于放热反应,A错误;B.铁粉与硫粉共热的反应属于放热反应,B错误;C.酸碱中和反应为放热反应,C错误;D.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合属于吸热反应,D正确。故选D。
答案 D
3.(广东河源高二龙川县第一中学校考期中)用50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L 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可计算中和热。下列说法错误的是( )
A.a仪器为玻璃搅拌器
B.所用NaOH溶液要稍过量的目的是确保盐酸被完全中和
C.如果用60 mL 0.50 mol/L 盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应,测得的中和热的数值会偏大
D.用相同浓度和体积的稀醋酸代替稀盐酸进行上述实验,测得的中和热的数值会偏小
解析 A.在测定过程中,需要搅拌使反应充分进行,而金属材质易导热使热量损失,所以a仪器为玻璃搅拌器,故A正确;B.在测定过程中,为确保盐酸被完全中和,所用NaOH溶液要稍过量,故B正确;C.反应放出的热量和所用酸以及碱的量多少有关,但中和热均是强酸与强碱反应生成1 mol H2O时放出的热,与酸、碱的用量无关,所以测得的中和热数值相等,故C错误;D.用相同浓度和体积的稀醋酸代替稀盐酸,由于醋酸电离吸热,放出的热量偏少,测得的中和热数值会偏小,故D正确。故答案为C。
答案 C
4.(江西抚州高二月考)灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。
已知:①Sn(白,s)+2HCl(aq)===SnCl2(aq)+H2(g) ΔH1
②Sn(灰,s)+2HCl(aq)===SnCl2(aq)+H2(g) ΔH2
③Sn(灰,s) Sn(白,s) ΔH3=+2.1 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.ΔH1>ΔH2
B.锡在常温下以灰锡状态存在
C.灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D.锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中,会自行毁坏
解析 ②-①可得反应③Sn(灰,s) Sn(白,s) ΔH3=+2.1 kJ·mol-1,由盖斯定律可知ΔH2-ΔH1=ΔH3>0,ΔH1<ΔH2,故A错误;根据反应③Sn(灰,s) Sn(白,s) ΔH3=+2.1 kJ·mol-1可知,锡在常温下以白锡状态存在,且灰锡转化为白锡的反应是吸热反应,故B、C错误;锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中,会转化为粉末状的灰锡,自行毁坏,故D正确。
答案 D
5.下列说法或表示方法不正确的是( )
A.盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现
B.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol,若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ
C.由C(石墨)===C(金刚石) ΔH=+1.9 kJ/mol,可知石墨比金刚石稳定
D.在101 kPa时,1 mol H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol
解析 盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现,选项A正确;浓硫酸稀释过程中也放出热量,所以放出的热量大于57.3 kJ,选项B正确;能量越低的物质越稳定,选项C正确;热化学方程式表示的是2 mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,所以反应热应为ΔH=-571.6 kJ/mol,选项D不正确。
答案 D
6.(辽宁省实验中学高二期中)已知:
①S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1;
②S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2;
③2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(l) ΔH3;
④2H2S(g)+3O2(g)===2SO2(g)+2H2O(l) ΔH4;
⑤SO2(g)+2H2S(g)===3S(s)+2H2O(l) ΔH5。
下列关于上述反应焓变的判断不正确的是( )
A.ΔH1<ΔH2
B.ΔH3<ΔH4
C.ΔH5=ΔH3-ΔH2
D.2ΔH5=3ΔH3-ΔH4
解析 气态硫的能量比等量固态硫的能量高,所以气态硫与O2(g)反应时放出的热量多,即ΔH1<ΔH2,A正确;硫化氢不完全燃烧放出的热量比完全燃烧放出的热量少,所以有ΔH3>ΔH4,B错误;由③-②可得热化学方程式:⑤SO2(g)+2H2S(g)===3S(s)+2H2O(l),根据盖斯定律分析,ΔH5=ΔH3-ΔH2,C正确;由(③×3-④)×可得热化学方程式:⑤SO2(g)+2H2S(g)===3S(s)+2H2O(l),根据盖斯定律分析,ΔH5=(3ΔH3-ΔH4)×,整理得2ΔH5=3ΔH3-ΔH4,D正确。
答案 B
7.下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系:
据此判断下列说法正确的是( )
A.石墨转变为金刚石是吸热反应
B.白磷比红磷稳定
C.CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH>0
D.S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1;S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
解析 由图①知:E(金刚石)>E(石墨),故石墨转变为金刚石是吸热反应,A正确;由图②知:E(白磷)>E(红磷),故红磷比白磷稳定,B错误;由图④知:E[CO(g)+H2O(g)]>E[CO2(g)+H2(g)],故CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)的ΔH<0,C错误;由ΔH1、ΔH2均为负值,并结合图③知,ΔH1<ΔH2,D错误。
答案 A
8.(山东潍坊三县市联考)C和H2在生产、生活、科技中是非常重要的燃料。已知:
下列推断正确的是( )
A.C(s)的燃烧热为110.5 kJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH>0
C.C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=+131.5 kJ·mol-1
D.将2 mol H2O(g)分解成H2(g)和O2(g),反应体系至少需要从环境中吸收4×463 kJ的热量
解析 101 kPa下,1 mol C(s)完全燃烧生成指定产物即CO2时所放出的热量为C(s)的燃烧热,反应①没有生成CO2,A错误;2 mol H2断开化学键需要吸收的热量为2 mol×
436 kJ·mol-1,1 mol O2断开化学键需要吸收的热量为1 mol×496 kJ·mol-1,4 mol H原子和2 mol O原子形成2 mol H2O(g)时放出的热量为4 mol×463 kJ·mol-1,根据ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能,可得ΔH=2×436 kJ·mol-1+1×496 kJ·mol-1-4×463 kJ·mol-1=-484 kJ·mol-1,因此热化学方程式为2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-484 kJ·mol-1,B错误;分析题干可得,反应①:2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1和反应②:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-484 kJ·mol-1,根据盖斯定律,反应得C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5 kJ·mol-1,C正确;根据2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+484 kJ·mol-1可知,2 mol H2O(g)分解成H2(g)和O2(g),反应体系需要从环境中吸收的热量为484 kJ,D错误。
答案 C
9.(南充高二检测)已知:
①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH1=-571.6 kJ·mol-1
②2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)
ΔH2=-1 452 kJ·mol-1
③H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)
ΔH3=-57.3 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.CH3OH(l)的燃烧热为1 452 kJ·mol-1
B.同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多
C.H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+H2O(l)
ΔH=-57.3 kJ·mol-1
D.3H2(g)+CO2(g)===CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=+131.4 kJ·mol-1
解析 燃烧热是1 mol物质完全燃烧产生指定产物时所放出的热量,方程式中给出的是2 mol的甲醇完全燃烧所放出的热量为1 452 kJ,A项错误;由方程式可知1 g H2燃烧放出热量142.9 kJ,1 g CH3OH(l)完全燃烧放出热量1 452 kJ÷64≈22.7 kJ,则同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多,B项正确;在反应H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+H2O(l)中除了H+、OH-反应生成水外,还有沉淀产生,放出热量不是57.3 kJ,C项错误;根据盖斯定律,将(①×3-②)÷2整理可得3H2(g)+CO2(g)===CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-131.4 kJ·mol-1,D项错误。
答案 B
10.在一定条件下,CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)
ΔH=-566 kJ·mol-1,
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890 kJ·mol-1,
由1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时,释放的热量为( )
A.2 912 kJ B.2 953 kJ
C.3 236 kJ D.3 867 kJ
解析 1 mol CO气体完全燃烧放出的热量为283 kJ,3 mol CH4完全燃烧放出的热量为3×890 kJ,1 mol CO和3 mol CH4完全燃烧放出的热量共283 kJ·mol-1×1 mol+3 mol×
890 kJ·mol-1=2 953 kJ。
答案 B
11.(长沙长郡中学月考)某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO,其过程如下:
mCeO2(m-x)CeO2·xCe+xO2
(m-x)CeO2·xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO
下列说法不正确的是( )
A.该过程中CeO2没有消耗
B.该过程实现了太阳能向化学能的转化
C.图中ΔH1=ΔH2+ΔH3
D.H2(g)+O2(g)===H2O(g)的反应热大于ΔH3
解析 通过太阳能实现总反应H2O+CO2——→H2+CO+O2,反应中CeO2没有消耗,CeO2作催化剂,A正确;该过程中在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO、O2,所以把太阳能转变成化学能,B正确;由图中转化关系可知:ΔH1+ΔH2+ΔH3=0,C不正确:①H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH3;②H2O(l)===H2O(g) ΔH2,根据盖斯定律,①+②得:H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=ΔH3+ΔH2,因ΔH2大于0,故ΔH>ΔH3,D正确。
答案 C
12.已知,电离是一个吸热过程。下列有关ΔH的判断正确的是( )
①CO(aq)+H+(aq)===HCO(aq) ΔH1
②OH-(aq)+H+(aq)===H2O(l) ΔH2
③OH-(aq)+CH3COOH(aq)===CH3COO-(aq)+H2O(l) ΔH3
④CH3COOH(aq)===CH3COO-(aq)+H+(aq) ΔH4
A.ΔH1>0 ΔH2<0
B.ΔH3>0 ΔH4>0
C.ΔH2<ΔH3
D.ΔH2=ΔH3
解析 HCO(aq)CO(aq)+H+(aq)为HCO的电离,是吸热过程,①是其逆过程,可得ΔH1<0;②为强碱的稀溶液与强酸的稀溶液的中和反应,ΔH2<0,故A不正确;③属于中和反应,④是电离过程,得ΔH3<0,ΔH4>0,③-②得④,ΔH4=ΔH3-ΔH2>0,即ΔH3>ΔH2,故B、D不正确,C正确。
答案 C
13.(郑州高二检测)一种利用热化学循环制氢的原理如图所示。下列关于该循环的说法正确的是( )
A.能量转化形式为化学能→太阳能
B.取之不尽的太阳能是可再生能源
C.Mn元素表现出三种化合价
D.总反应的热化学方程式为2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH<0
解析 能量转化形式为太阳能→化学能,故A不选;太阳能为取之不尽的可再生的清洁能源,故选B;Mn2O3、NaMnO2中Mn的化合价为+3价,MnO中Mn的化合价为+2价,故C不选;根据上述原理图分析可知,总反应的热化学方程式为2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH>0,故D不选。
答案 B
14.(浙江温州十校期中)氢气和氧气反应生成水的能量关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.ΔH2<0,ΔH5<0
B.ΔH1>ΔH2+ΔH3+ΔH4
C.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0
D.一定条件下,气态原子形成1 mol H—H、1 mol O=O、1 mol H—O放出的能量分别是a kJ、b kJ、c kJ,则ΔH4=(2a+b-4c) kJ·mol-1
解析 形成化学键放热,则2H(g)===H2(g) ΔH2<0,液态水变为气态水需要吸热,则ΔH5>0,A错误;根据盖斯定律可知ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5,由于ΔH5>0,故ΔH1>ΔH2+ΔH3+ΔH4,B正确;由ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5可知ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5-ΔH1=0,C错误;根据ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和,得
ΔH4=kJ·mol-1,D错误。故选B。
答案 B
15.一定条件下,充分燃烧一定量的丁烷生成二氧化碳和水蒸气,放出的热量为Q kJ。经测定完全吸收生成的二氧化碳需消耗5 mol·L-1 KOH溶液100 mL,并恰好生成正盐。则此条件下反应:C4H10(g)+O2(g)===4CO2(g)+5H2O(g)的反应热为( )
A.+8Q kJ·mol-1
B.+16Q kJ·mol-1
C.-8Q kJ·mol-1
D.-16Q kJ·mol-1
解析 KOH的物质的量为5 mol·L-1×0.1 L=0.5 mol,与其生成正盐的CO2为0.25 mol,消耗 mol C4H10,放出的热量为Q kJ。故1 mol C4H10完全燃烧放出的热量为16Q kJ,即ΔH=-16Q kJ·mol-1。
答案 D
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(14分)(广东珠海高二校联考期中)
Ⅰ.写出对应的反应热和热化学方程式。
(1)足量H2在1 mol O2中完全燃烧生成2 mol液态水,放出571.6 kJ的热量,则H2的燃烧热ΔH=________。
(2)已知:8 g的CH4与足量的O2反应,生成CO2和液态水,放出445.15 kJ的热量,写出表示甲烷燃烧的热化学方程式:______________________________________。
Ⅱ.中和热是一类重要的反应热,也是化学研究的重要课题。已知强酸稀溶液与强碱稀溶液发生反应的热化学方程式为H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH1=-57.3 kJ·mol-1。
(3)下列各组试剂混合发生反应的离子方程式为H++OH-===H2O的是________(填序号)。
A.盐酸与氢氧化钠溶液
B.稀硫酸与氢氧化钡溶液
C.醋酸与氢氧化钠固体
D.硫酸氢钠溶液与氢氧化钠溶液
E.氢氧化镁溶于稀盐酸
(4)若稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成1 mol H2O(l),则反应放出的热量________(选填“>”“<”或“=”)57.3 kJ,原因是________________________。
Ⅲ.如图所示,某反应在不同条件下的反应历程分别为a、b。
(5)据图可判断出反应物的总键能________生成物的总键能,则该反应的反应热ΔH________0。(选填“>”“<”或“=”)
解析 (1)1 mol H2在O2完全燃烧生成液态水所放出的热量为H2的燃烧热,因此则H2的燃烧热ΔH=-=-285.8 kJ/mol;
(2)根据题干信息可知0.5 mol CH4在O2完全燃烧生成CO2和液态水所放出的热量为445.15 kJ,故表示甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ/mol;
(3)A项,HCl、NaOH均为强电解质,二者之间反应的离子方程式可用H++OH-===H2O表示,故选A项;B项,稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式应表示为SO+2H++Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O,故不选B项;C项,醋酸是弱酸,不能用离子形式表示,故不选C项;D项,NaHSO4、NaOH均为强电解质,二者之间反应的离子方程式可用H++OH-===H2O,故选D项;E项,Mg(OH)2难溶于水,在离子方程式中不能写成离子形式,故不选E项。综上所述,本题正确答案为AD;
(4)稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成1 mol H2O(l),除了发生中和反应放热,氢氧化钠固体溶于水也要放出热量,因此则反应放出的热量大于57.3 kJ;
(5)根据图示可以看出该反应反应物总能量大于生成物总能量,因此为放热反应ΔH<0,而ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能<0,因此反应物的总键能<生成物的总键能。
答案 (1)-285.8 kJ/mol
(2)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ/mol
(3)AD
(4)> 氢氧化钠固体溶于水要放出热量
(5)< <
17.(13分)实验室用50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸、50 mL
0.55 mol·L-1的NaOH溶液如图所示装置进行测定中和反应反应热的实验,得到下表中的数据。
温度
实验次数
起始温度T1/℃
终止
温度
T2/℃
温度差
(T2-T1)
/℃
HCl
NaOH
平均值
1
20.2
20.3
23.7
2
20.3
20.5
23.8
3
21.5
21.6
24.9
回答下列问题:
(1)实验时用环形玻璃搅拌器搅拌溶液的方法是________________,不能用铜丝搅拌器代替环形玻璃搅拌器的理由是____________。烧杯内填满碎泡沫塑料的作用是____________。
(2)经数据处理得T2-T1=3.4 ℃,则该实验测得的中和反应反应热ΔH=________________[设盐酸和NaOH溶液的密度为1 g/cm3,反应后混合溶液的比热容(c)为4.18 J/(g·℃)]。
(3)若将NaOH溶液改为相同体积、相同浓度的氨水,测得中和反应反应热为ΔH1,则ΔH1与ΔH的关系为ΔH1____________(选填“<”“>”或“=”)ΔH,理由是______________。
解析 (1)对于本实验,氢氧化钠溶液和盐酸尽可能地完全反应是减小误差的一个方面,所以实验时用环形玻璃搅拌器上下搅动溶液,使反应充分进行。上下搅动可防止温度计损坏。做好保温工作是减小误差的另一个重要方面,烧杯内填满碎泡沫塑料就是为了降低热量的损失。(2)ΔH=-[100 g×4.18×10-3 kJ/(g·℃)×3.4 ℃]÷0.025 mol≈-56.8 kJ/mol。(3)因弱电解质的电离过程是吸热的,将NaOH溶液改为相同体积、相同浓度的氨水后,反应放出的热量减少,所以ΔH1>ΔH。
答案 (1)上下搅动 Cu导热快,热量损失大 防止热量的散失,保温 (2)-56.8 kJ/mol (3)> NH3·H2O电离吸热
18.(14分)燃烧含有硫单质的蜂窝煤,产生的煤气中出现H2S以及CS2、COS等含硫杂质,进一步燃烧后会转化成SO2,从而引起大气污染。
(1)在恒温、容积为1 L容器中,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图所示。
已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1,回答下列问题:
①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②ΔH2=________kJ·mol-1。
(2)可以用H2将煤气中的COS还原为CO的方法,将COS除去。
①COS的分子结构与CO2相似,COS的电子式为________________。
②已知断裂1 mol化学键所需的能量如下:
化学键
H—H
C===O
C===S
H—S
C O
E/(kJ·mol-1)
436
745
577
339
1 072
H2还原COS发生的反应为H2(g)+COS(g)===H2S(g)+CO(g),该反应的ΔH=________kJ·mol-1。
解析 (1)①S燃烧生成SO2,所以对应的焓变为ΔH1,则表示硫的燃烧热的热化学方程式为S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-297 kJ·mol-1。②根据反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1,2 mol SO2完全转化,放热196.6 kJ,从图可知有0.8 mol SO2发生转化,则ΔH2=×0.8 mol=-78.64 kJ·mol-1。(2)①CO2的结构式为O===C===O,S和O一样都有6个价电子,COS的电子式为,。②H2(g)+COS(g)===H2S(g)+CO(g),根据物质结构式H—H、O===C===S、H—S—H、CO,反应热ΔH=反应物总键能-生成物总键能=(1×436 kJ·mol-1+1×745 kJ·mol-1+1×
577 kJ·mol-1)-(2×339 kJ·mol-1+1×1 072kJ·mol-1)=+8 kJ·mol-1。
答案 (1)①S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-297 kJ·mol-1 ②-78.64
(2)①, ②+8
19.(14分)(福建龙岩第一中学高二月考)化学反应中均伴随有能量变化。回答下列问题:
(1)已知25 ℃和101 kPa时,相关物质的相对能量如表所示:
物质
H2(g)
O2(g)
H2O(g)
H2O(l)
相对能量/
(kJ·mol-1)
0
0
-242
-286
①表示H2(g)燃烧热的热化学方程式为____________________。
②2 mol H2O(l)转化为2 mol H2O(g)会________(选填“吸收”或“放出”)______kJ的热量。
(2)CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)
ΔH1
CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH2
则ΔH1________(选填“>”“<”或“=”)ΔH2。
(3)对温室气体CO2进行减排和综合治理具有十分重要的意义。CH4CO2催化重整不仅对温室气体的减排具有重要意义,还可以得到合成气(CO和H2)。
已知:①CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206.2 kJ·mol-1
②CH4(g)+2H2O(g)===CO2(g)+4H2(g) ΔH2=+165.0 kJ·mol-1
写出该催化重整反应的热化学方程式:____________________________________。
(4)恒温恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图所示。
已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
ΔH=-196.6 kJ·mol-1
①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式:________________________________。
②ΔH2=________kJ·mol-1。
解析 (1)①25 ℃、101 kPa时,1 mol H2完全燃烧生成液态水所放出的热量为H2的燃烧热,所以氢气的燃烧热ΔH=-286 kJ·mol-1,表示H2(g)燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-286 kJ·mol-1。②水由液态变为气态,能量增大,吸收热量。据信息可知,1 mol H2O(l)―→H2O(g),吸收的热量为286 kJ-242 kJ=44 kJ,所以2 mol H2O(l)转化为2 mol H2O(g)吸收88 kJ热量。(2)碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳的反应为吸热反应,ΔH1>0,氧化钙与水反应为放热反应,ΔH2<0,则ΔH1>ΔH2。(3)①×2-②可得重整反应的方程式为CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g),则根据盖斯定律,
ΔH=(+206.2 kJ·mol-1)×2-(+165.0 kJ·mol-1)=+247.4 kJ·mol-1,反应的热化学方程式为CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.4 kJ·mol-1。(4)①由题图可知1 mol S(s)完全燃烧生成SO2(g)时放出的热量为297 kJ,故能表示硫的燃烧热的热化学方程式为S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-297 kJ·mol-1。②由题图可知,参加反应的n(SO2)=1 mol-0.2 mol=0.8 mol,根据2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1,ΔH2=0.8××
(-196.6 kJ·mol-1)=-78.64 kJ·mol-1。
答案 (1)①H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-286 kJ·mol-1 ②吸收 88 (2)>
(3)CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.4 kJ·mol-1
(4)①S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-297 kJ·mol-1 ②-78.64
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