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密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
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姓名 班级 考号
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密 封 线 内 不 要 答 题
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第一章 化学反应的热效应
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时75分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 F-19
Na-23 S-32 Cl-35.5。
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,只有一项是符合题目要求的)
1.下列变化过程中一定不存在化学能转化为热能的是 ( )
A.谷物酿酒
B.木材燃烧
C.干冰升华
D.鞭炮燃放
2.化学反应不仅有物质的变化,还伴随能量的变化。下列说法错误的是 ( )
A.已知3H2(g)+N2(g) 2NH3(g) ΔH<0,则其逆反应的ΔH一定大于0
B.热化学方程式和化学方程式的化学计量数的意义相同
C.常温常压下,1 mol S(s)完全燃烧比1 mol S(g)完全燃烧时的焓变大
D.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,则H2(g)+O2(g) H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
3.用稀盐酸与稀NaOH溶液(碱稍过量)测定中和反应的反应热时,下列有关说法错误的是 ( )
A.酸、碱混合前应分别测量其温度
B.酸、碱混合时,应将碱溶液一次性快速加入酸中
C.实验中应上下拉动玻璃搅拌器
D.用量筒取盐酸时若仰视读数,则测得的反应热ΔH偏大
4.下列热化学方程式中ΔH能表示可燃物燃烧热的是 ( )
A.H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802.3 kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
D.CO(g)+O2(g) CO2(g) ΔH=-258 kJ·mol-1
5.已知反应CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ΔH>0,下列说法正确的是 ( )
A.过程Ⅲ中,没有化学键断裂
B.H2在Ni催化作用下产生·H为吸热过程
C.反应中La2O2CO3释放出CO2
D.总反应中,反应物的键能之和小于生成物的键能之和
6.甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-58 kJ/mol
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3=+41 kJ/mol
已知键能数据如下:
化学键
H—H
C—H
C—O
H—O
键能/(kJ/mol)
a
b
c
d
则CO(g)中的碳氧键的键能(单位:kJ/mol)为 ( )
A.-99+2a-3b-c-d B.-99-2a+3b+c+d
C.99+2a-3b-c-d D.99-2a+3b+c+d
7.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是 ( )
A.在25 ℃、101 kPa下,将1 g H2在Cl2中完全燃烧,放出92.4 kJ热量:H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1
B.已知:C2H4(g)+3O2(g) 2CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 478.8 kJ·mol-1,则C2H4(g)的燃烧热为ΔH=-1 478.8 kJ·mol-1
C.已知:H+(aq)+OH-(aq) H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则稀KOH溶液和浓H2SO4完全反应生成1 mol H2O(l)时,放出57.3 kJ热量
D.氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,则电解水的热化学方程式为2H2O(l) 2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·mol-1
8.软脂酸[CH3(CH2)14COOH(s)]和蔗糖[C12H22O11(s)]的燃烧热分别为ΔH1=-9 977 kJ·mol-1、ΔH2=-5 641 kJ·mol-1。下列说法错误的是 ( )
A.在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热
B.表示CH3(CH2)14COOH(s)燃烧热的热化学方程式为CH3(CH2)14COOH(s)+23O2(g) 16CO2(g)+16H2O(l) ΔH1=-9 977 kJ·mol-1
C.C12H22O11(s)完全燃烧生成6 mol CO2(g)和5.5 mol H2O(l),放出的热量为2 820.5 kJ
D.相同物质的量的软脂酸和蔗糖完全燃烧,蔗糖释放的热量更多
9.热化学离不开实验,更离不开对反应热的研究。下列有关说法正确的是 ( )
图1
图2
图3
A.向图1的试管A中加入某一固体和液体,若注射器的活塞右移,说明试管A中发生了放热反应
B.将图1虚线框中的装置换为图2装置,若注射器的活塞右移,说明锌粒和稀硫酸的反应为放热反应
C.由图3可知,ΔH1小于ΔH2
D.由图3可知,ΔH3=ΔH1+ΔH2
10.甲酸的能量关系转换图如图所示。
则反应HCOOH(g) CO2(g)+H2(g)的焓变ΔH为 ( )
A.+31.4 kJ·mol-1 B.+113.8 kJ·mol-1
C.+452.2 kJ·mol-1 D.+597.4 kJ·mol-1
11.两种制备硫酸的途径(反应条件略)如图。下列说法正确的是 ( )
A.S和过量O2反应可直接生成SO3
B.已知:H+(aq)+OH-(aq) H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol,则含0.5 mol H2SO4的稀溶液与足量Ba(OH)2溶液反应,放出的热量为57.3 kJ
C.SO2能使紫色石蕊试液先变红后褪色
D.若ΔH1<ΔH2+ΔH3,则2H2O2(aq) 2H2O(l)+O2(g)为放热反应
12.NF3是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体,在空气中性质稳定。其中N—F键键能为283 kJ·mol-1,测得断裂N2、F2中的化学键所需的能量如图。下列说法错误的是 ( )
A.相同条件下,N2化学性质比F2更稳定
B.N2和F2的能量总和比NF3的能量低
C.N2(g)+3F2(g) 2NF3(g)的反应热ΔH=-287.6 kJ·mol-1
D.NF3在空气中性质比较稳定,不易发生化学反应
13.已知:ΔH2、ΔH3、ΔH5对应的反应中O2(g)已省略,且ΔH2>ΔH5。下列说法正确的是 ( )
A.ΔH1>0 B.ΔH3可表示CH3CH2CH2CH3(g)的燃烧热
C.ΔH2=ΔH3+ΔH4-ΔH1 D.稳定性:正丁烷>异丁烷
14.PCl3和PCl5都是重要的无机化工原料,已知:
①P4(s)+6Cl2(g) 4PCl3(g) ΔH1=x kJ/mol;
②P4(s)+10Cl2(g) 4PCl5(g) ΔH2=y kJ/mol;
③P4的结构是正四面体形,如图:;
④PCl3中P—Cl键的键能为PCl5中P—Cl键键能的1.2倍;
⑤Cl2中Cl—Cl键的键能为z kJ/mol。
下列叙述正确的是 ( )
A.P4中P—P键之间的夹角为109°28'
B.PCl3中P—Cl键比PCl5中P—Cl键更易断裂
C.PCl3中P—Cl键的键能为 kJ/mol
D.P4中P—P键的键能为 kJ/mol
15.已知几种物质之间的能量关系如图所示,下列说法中正确的是 ( )
A.(g)+3H2(g) (g) ΔH=+208.4 kJ·mol-1
B.(g)+H2(g) (g) ΔH=+28.7 kJ·mol-1
C.(g)+H2(g) (g)中,热能转化为产物的内能
D. (g)+H2(g) (g)中,反应物的总能量低于生成物的总能量
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(12分)研究化学反应中的能量变化对生产、生活有重要的意义。
(1)某氮肥厂含氮废水中的氮元素多以N和NH3·H2O形式存在,处理过程中N在微生物的作用下经过两步反应被氧化成N,这两步反应过程中的能量变化如图所示:
1 mol N(aq)全部被氧化成N(aq) (填“吸收”或“放出”)的热量是 kJ。
(2)已知H2(g)+Br2(l) 2HBr(g) ΔH1=-72 kJ·mol-1,蒸发1 mol Br2(l)吸收的能量为30 kJ,其他相关数据如表:
化学键
H—H
Br—Br(气态)
H—Br
键能/(kJ·mol-1)
436
200
a
则表中a= 。
(3)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
(a) (b)
①利用实验装置(b)测定盐酸与NaOH溶液发生中和反应的反应热,若取50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸,则还需加入 (填字母)。
A.1.0 g NaOH固体
B.50 mL 0.50 mol·L-1氨水
C.50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液
②分析下列操作可能对结果造成的影响。
将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,释放出的能量将 (填“偏大”“偏小”或“不变”,下同);将实验(b)中玻璃搅拌器改为铁制搅拌器后,实验测得的ΔH 。
17.(15分)(1)甲醛(HCHO)是一种重要的有机原料。利用甲醇(CH3OH)制备甲醛。
脱氢法:CH3OH(g) HCHO(g)+H2(g) ΔH1=+92.09 kJ·mol-1
氧化法:CH3OH(g)+O2(g) HCHO(g)+H2O(g) ΔH2
已知:2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) ΔH3=-483.64 kJ·mol-1 ,则ΔH2= 。
(2)汽车尾气中含有较多的NOx和CO,两种气体均会使人体中毒。
①可以利用如下化学方法将其转化为无毒无害的物质。
已知:ⅰ.N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH1=+180 kJ·mol-1
ⅱ.2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH2=-564 kJ·mol-1
请写出把汽车尾气中的NO和CO转化为无毒无害物质的热化学方程式: 。
②工业上可采用CH3OH CO+2H2的方法来制取高纯度的CO和H2。我国学者采用量子力学方法,通过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上由甲醇(CH3OH)制氢的反应历程,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。甲醇脱氢反应的第一步历程,有两种可能方式:
方式A:CH3OH* CH3O*+H* Ea=+103.1 kJ·mol-1
方式B:CH3OH* C+OH* Eb=+249.3 kJ·mol-1
由E值推测,甲醇裂解过程主要经历的方式应为 (填“A”或“B”)。
如图为计算机模拟的各步反应的相对能量变化示意图。
该历程中,放热最多的步骤的方程式为 。
(3)氮氧化物治理是环境学家研究的热点之一。已知:
①C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
②CO2(g)+C(s) 2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ·mol-1
③NO和CO反应的能量变化如图所示。
2NO(g) N2(g)+O2(g) ΔH= kJ·mol-1。
18.(12分)(1)工业上用接触法生产硫酸的主要反应之一是在一定的温度、压强和钒催化剂存在的条件下,SO2被O2氧化为SO3。V2O5是钒催化剂的活性成分,其在对反应Ⅰ的催化循环过程中,经历了Ⅱ、Ⅲ两个反应阶段,图示如下:
反应Ⅱ、Ⅲ的化学方程式分别为 、
。
(2)卤化镁高温分解的相对能量变化如图所示。
①该温度下MgF2(s)分解的热化学方程式为 。
②比较热稳定性:MgBr2 (填“>”或“<”)MgCl2。
19.(16分)(1)S8分子可形成单斜硫和斜方硫,转化过程如下:S(单斜,s) S(斜方,s) ΔH=-0.398 kJ·mol-1,则常温下,S(单斜)与S(斜方)中较稳定的是 。
(2)0.3 mol C2H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出389.7 kJ热量,请写出表示C2H2燃烧热的热化学方程式: 。
(3)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。则反应过程中,每生成2 mol N2理论上放出的热量为 。
(4)已知:①C(石墨,s)+O2(g) CO2(g) ΔH1=-a kJ·mol-1;
②H2(g)+O2(g) H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1;
③CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-c kJ·mol-1。
计算C(石墨,s)与H2(g)反应生成1 mol CH4(g)的ΔH为 kJ·mol-1(用含a、b、c的式子表示)。
(5)由金红石(TiO2)制取单质Ti的步骤为TiO2 TiCl4 Ti。
已知:Ⅰ.C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
Ⅱ.2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH2=-566 kJ·mol-1
Ⅲ.TiO2(s)+2Cl2(g) TiCl4(s)+O2(g) ΔH3=+141 kJ·mol-1
①TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH= 。
②反应TiCl4+2Mg 2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是 。
答案全解全析
1.C 谷物酿酒过程,会产生热量,木材燃烧、鞭炮燃放释放热量,都存在化学能转化为热能,A、B、D不符合题意;干冰升华是物理变化,不存在化学能和热能的转化,C符合题意。
2.B 正反应放热,则逆反应一定吸热,A正确;热化学方程式的化学计量数只表示物质的量,化学方程式的化学计量数可表示个数,B错误;1 mol S(g)完全燃烧放出的热量比1 mol S(s)完全燃烧放出的热量多,放热越多焓变越小,C正确;反应的化学计量数发生变化时,焓变随之改变,D正确。
3.D 酸、碱混合前应分别测量其温度,A正确;酸、碱混合时,应将碱溶液一次性快速加入酸中,避免热量损失,B正确;在测定中和反应反应热的实验中,通过上下拉动玻璃搅拌器来使溶液充分反应,C正确;在测定中和反应反应热的实验中,一般稀NaOH溶液稍过量,用量筒取盐酸时若仰视读数,盐酸的体积偏大,导致反应放出更多热量,ΔH为负值,放热越多ΔH越小,D错误。
4.D H2的燃烧热是指在101 kPa时,1 mol H2在O2中完全燃烧生成液态水时所放出的热量,A错误;产物水应为液态,B错误;燃烧热是指1 mol纯净物完全燃烧,C错误;1 mol CO完全燃烧生成稳定的CO2,放出的热量为燃烧热,D正确。
5.B 由题图可知,过程Ⅲ为·C与·H反应生成CH4和H2O(g),反应中存在化学键的断裂和形成,A错误;氢气在Ni催化作用下产生·H为化学键断裂的吸热过程,B正确;过程Ⅱ为La2O2CO3转化为·C和La2O3,C错误;由题意可知总反应CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ΔH>0,该反应为吸热反应,则反应物的键能之和大于生成物的键能之和,D错误。
6.B 将反应②-③得反应①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1=ΔH2-ΔH3=(-58-41) kJ/mol=-99 kJ/mol,设CO(g)中的碳氧键的键能为x kJ/mol,则(x+2a) kJ/mol-(3b+c+d) kJ/mol=-99 kJ/mol,解得x=-99-2a+3b+c+d。
7.D 在25 ℃、101 kPa下,将1 g H2在Cl2中完全燃烧,放出92.4 kJ热量:H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g) ΔH=-184.8 kJ·mol-1,A错误;C2H4(g)+3O2(g) 2CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 478.8 kJ·mol-1中生成的H2O为气态,B错误;浓H2SO4与水混合时放热,稀KOH溶液和浓H2SO4完全反应生成1 mol H2O(l)时,放出的热量大于57.3 kJ,C错误;根据燃烧热的定义,2 mol H2完全燃烧放出571.6 kJ热量,则2H2O(l) 2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·mol-1,D正确。
8.D 在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,叫该物质的燃烧热,A正确;根据软脂酸的燃烧热知,B正确;C12H22O11(s)的燃烧热为ΔH2=-5 641 kJ·mol-1,则C12H22O11(s)完全燃烧生成6 mol CO2(g)和5.5 mol H2O(l),放出的热量为×5 641 kJ=2 820.5 kJ,C正确;根据软脂酸和蔗糖的燃烧热可知,相同物质的量的软脂酸和蔗糖完全燃烧,软脂酸释放的热量更多,D错误。
9.C 很多物质溶解过程也是放热的,向题图1的试管A中加入某一固体和液体,若注射器的活塞右移,不能说明试管A中发生了放热反应,A错误;将题图1虚线框中的装置换为题图2装置,由于锌粒与稀硫酸反应生成H2,生成的H2可使注射器的活塞右移,所以若注射器的活塞右移,不能说明锌粒和稀硫酸的反应为放热反应,B错误;等质量气态硫的能量比固态硫的高,反应①放出的热量比反应②的多,放热反应的焓变为负值,因此ΔH1小于ΔH2,C正确;由题图3可知,ΔH2=ΔH1+ΔH3,D错误。
10.A 根据题图中各物质转化关系和盖斯定律得HCOOH(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3=+31.4 kJ·mol-1,A正确。
11.D 不管O2是否过量,S和O2反应都只生成SO2,不能直接生成SO3,A错误;反应生成BaSO4沉淀,会放出热量,故含0.5 mol H2SO4的稀溶液与足量Ba(OH)2溶液反应,放出的热量大于57.3 kJ,B错误;SO2能使紫色石蕊试液变红但不褪色,C错误;据题图可知,ⅰ.SO2(g)+H2O2(aq) H2SO4(aq) ΔH1,ⅱ.SO2(g)+O2(g) SO3(g) ΔH2,ⅲ.SO3(g)+H2O(l) H2SO4(aq) ΔH3,根据盖斯定律,(ⅰ-ⅱ-ⅲ)×2可得2H2O2(aq) 2H2O(l)+O2(g) ΔH=2[ΔH1-(ΔH2+ΔH3)],若ΔH1<ΔH2+ΔH3,则ΔH<0,为放热反应,D正确。
12.B 键键能是946 kJ·mol-1,F—F键键能是154.8 kJ·mol-1,N2中的键能大,断键时吸收的能量多,N2化学性质比F2更稳定,A正确;没有指明具体物质的量无法比较,B错误;ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和,N2(g)+3F2(g) 2NF3(g)的反应热ΔH=946 kJ·mol-1+3×154.8 kJ·mol-1-6×283 kJ·mol-1=-287.6 kJ·mol-1,C正确;NF3在空气中性质稳定,不易发生化学反应,D正确。
13.C ΔH2>ΔH5说明正丁烷燃烧放热更多,即正丁烷能量高于异丁烷,稳定性:异丁烷>正丁烷,正丁烷转化为异丁烷为放热反应,ΔH1<0,A、D错误;燃烧热的热化学方程式中H2O应为液态,ΔH3对应的热化学方程式中H2O为气态,B错误;由盖斯定律得ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4,即ΔH2=ΔH3+ΔH4-ΔH1,C正确。
14.D P4为正四面体形结构,每个顶点为P原子,键角为60°,A错误;PCl3中P—Cl键的键能是PCl5中P—Cl键键能的1.2倍,PCl3中P—Cl键更难断裂,B错误;设P4中P—P键的键能为b kJ/mol,PCl5中P—Cl键的键能为a kJ/mol,则PCl3中P—Cl键的键能为1.2a kJ/mol,反应①的ΔH=(6b+6z-12×1.2a) kJ/mol=x kJ/mol;反应②的ΔH=(6b+10z-20a) kJ/mol=y kJ/mol,联立解得PCl3中P—Cl键的键能为 kJ/mol,P4中P—P键的键能为 kJ/mol,C错误、D正确。
15.B 由题图可知,(g)+3H2(g) (g) ΔH=-208.4 kJ·mol-1,A错误;(g)+H2(g) (g) ΔH=(237.1-208.4) kJ·mol-1=+28.7 kJ·mol-1,B正确;(g)+H2(g) (g)中,反应物的总能量大于生成物的总能量,反应放热,内能转化为热能,C错误;由题图可知,(g)+H2(g) (g)中,反应物的总能量大于生成物的总能量,反应放热,D错误。
16.答案 (每空2分)
(1)放出 346
(2)369
(3)①C ②不变 偏大
解析 (1)N(aq)+O2(g) N(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH1=-273 kJ·mol-1,N(aq)+O2(g) N(aq) ΔH2=-73 kJ·mol-1,两式相加得到N(aq)+2O2(g) N(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-346 kJ·mol-1,则1 mol N(aq)全部被氧化成N(aq)放出的热量是346 kJ。
(2)H2(g)+Br2(l) 2HBr(g) ΔH1=-72 kJ·mol-1,Br2(l) Br2(g) ΔH2=+30 kJ·mol-1,则H2(g)+Br2(g) 2HBr(g) ΔH=ΔH1-ΔH2=-102 kJ·mol-1,ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和=(436+200-2a) kJ·mol-1=-102 kJ·mol-1,解得a=369。
(3)①利用实验装置(b)测定盐酸与氢氧化钠溶液发生中和反应的反应热,若取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸,应向盐酸中加入稍过量的氢氧化钠溶液,以确保盐酸完全反应,减小实验误差,最符合的为C项。②将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,反应消耗铝的物质的量不变,反应释放出的能量不变;将实验(b)中玻璃搅拌器改为具有导热性的铁制搅拌器会造成热量散失,导致实验测得的ΔH偏大。
17.答案 (每空3分)
(1)-149.73 kJ·mol-1
(2)①2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH=-744 kJ·mol-1 ②A CHO*+3H* CO*+4H*
(3)-180.5
解析 (1)根据盖斯定律,-2ΔH1+2ΔH2=ΔH3,则有ΔH2==-149.73 kJ·mol-1。
(2)①汽车尾气中含有NO和CO,可转化为无毒无害的N2和CO2,化学方程式为2NO+2CO 2CO2+N2。根据盖斯定律,ⅱ-ⅰ可得2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH=ΔH2-ΔH1=-744 kJ·mol-1。
②一般来说,E值越小反应越容易发生,在相同的时间内可以得到更多的产物,因此甲醇裂解过程主要经历的方式应为A。反应热=生成物的能量-反应物的能量,放热最多时生成物的能量与反应物的能量差值最大。根据题图,过渡态Ⅳ两端的物质能量差值最大,放热最多,该步反应的方程式为CHO*+3H* CO*+4H*。
(3)由题图可知,反应③2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)的ΔH3=(436-1 182.5) kJ·mol-1=-746.5 kJ·mol-1,根据盖斯定律,由③+②-①可得2NO(g) N2(g)+O2(g),故ΔH=ΔH3+ΔH2-ΔH1=-180.5 kJ·mol-1。
18.答案 (每空3分)
(1)SO2+V2O5 V2O4·SO3 2(V2O4·SO3)+O2 2V2O5+2SO3
(2)①MgF2(s) Mg(s)+F2(g) ΔH=+1 124 kJ·mol-1 ②<
解析 (1)反应Ⅱ生成V2O4·SO3,化学方程式为SO2+V2O5 V2O4·SO3,反应Ⅲ是V2O4·SO3与氧气反应生成V2O5和SO3,化学方程式为2(V2O4·SO3)+O2 2V2O5+2SO3。
(2)① mol MgF2(s)分解得到 mol Mg(s)和 mol F2(g)共吸收562 kJ能量,则1 mol MgF2(s)分解的热化学方程式为MgF2(s) Mg(s)+F2(g) ΔH=+1 124 kJ·mol-1。
②等物质的量的MgBr2和MgCl2分解得到单质Mg和卤素单质,MgCl2需要吸收的能量更多,热稳定性更好。
19.答案 (除标注外,每空3分)
(1)S(斜方)(2分)
(2)C2H2(g)+O2(g) 2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1 299 kJ·mol-1
(3)278 kJ(2分)
(4)+(c-2b-a)
(5)①-80 kJ·mol-1 ②防止高温下Mg、Ti与空气中的O2或N2作用
解析 (1)S(单斜,s) S(斜方,s) ΔH=-0.398 kJ·mol-1,说明S(单斜)比S(斜方)所具有的能量高,能量越低物质越稳定,所以S(单斜)与S(斜方)中较稳定的是S(斜方)。
(2)0.3 mol C2H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出389.7 kJ热量,则其燃烧热的热化学方程式为C2H2(g)+O2(g) 2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1 299 kJ·mol-1。
(3)根据能量变化图可知,热化学方程式为N2O(g)+NO(g) N2(g)+NO2(g) ΔH=209 kJ·mol-1-348 kJ·mol-1=-139 kJ·mol-1,则生成2 mol N2放出的热量为139 kJ·mol-1×2 mol=278 kJ。
(4)根据盖斯定律,反应①+②×2-③,得C(石墨,s)+2H2(g) CH4(g) ΔH=+(c-2b-a) kJ·mol-1。
(5)①根据盖斯定律,反应Ⅰ×2-Ⅱ+Ⅲ得反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(s)+2CO(g) ΔH=-80 kJ·mol-1。
②反应TiCl4+2Mg 2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是防止高温下Mg、Ti与空气中的O2或N2作用。
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