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选必修1 1.2 反应热的计算 课时训练(含解析)
一、单选题
1.已知热化学方程式:
① C2H2(g) + O2(g) = 2CO2(g)+H2O(l) ΔH1=-1301.0 kJ mol-1
② C(s)+ O2(g) = CO2(g) △H2=-393.5 kJ mol-1
③ H2(g)+ O2(g) = H2O(l) △H3 = -285.8 kJ·mol-1
则反应④ 2C(s)+ H2(g) = C2H2(g)的△H为( )
A.+228.2 kJ·mol-1 B.-228.2 kJ·mol-1
C.+1301.0 kJ·mol-1 D.+621.7 kJ·mol-1
2.化学反应与能量的说法正确的是( )
A.根据能量守恒,反应物总能量等于生成物总能量
B.如图中
C.凡经加热而发生的化学反应都是吸热反应
D.天然气和沼气是可再生资源
3.已知:H2(g)+F2(g)=2HF(g)的能量变化如图所示,下列有关叙述正确的是( )
A.氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是吸热反应
B.1molH2与1molF2反应生成2mol液态HF放出的热量小于270kJ
C.在相同条件下,1molH2与1molF2的能量总和小于2molHF气体的能量
D.断裂1molH-H键和1molF-F键吸收的能量大于形成2molH-F键放出的能量
4.已知下列反应的热化学方程式为
①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-870.3 kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1
③H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ·mol-1
则反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)的ΔH为( )
A.-207 kJ·mol-1 B.-488.3 kJ·mol-1
C.-1549.6 kJ·mol-1 D.-476.8 kJ·mol-1
5.已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1452 kJ·mol-1
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
下列说法正确的是:( )
A.H2的燃烧热为571.6kJ·mol-1
B.H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1
C.同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多
D.3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=+135.9kJ·mol-1
6.已知CuSO4·5H2O(s)、 CuSO4(s)及CuSO4(aq)之间转化时的能量关系如图所示,下列关系式正确的是( )
A.Q1Q2 D.ΔH=Q1+Q2
7.已知T℃时,CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H=+177.70kJ·mol,则每生成28gCaO(s)时,吸收的热量为( )
A.44.43kJ B.88.85kJ C.133.28kJ D.177.70kJ
8.2021年10月,神舟十三号载人飞船成功发射。载人飞船中通过如下过程实现再生:
①
②
下列说法错误的是( )
A.的燃烧热
B.反应的
C.反应①中断裂反应物中的化学键所需的能量小于形成生成物中化学键所释放的能量
D.反应的ΔH=-890.3 kJ·mol-1
9.已知化学反应的热效应只与反应物的初始状态和生成物的最终状态有关,下列各反应热关系中错误的是( )
A.A→F ΔH=-ΔH6
B.A→D ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
C.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0
D.ΔH1+ΔH6=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5
10.甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是:( )
下列说法正确的是
A. 的燃烧热为
B. 反应 中的能量变化如图所示
C. 转变成 的过程一定要吸收能量
D.根据 推知反应 的
11.工业合成三氧化硫的反应为2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H=-198kJ/mol,反应过程可用如图模拟( 表示O2, 表示SO2, 表示催化剂)。下列说法正确的是( )
A.过程Ⅰ和过程Ⅳ决定了全部反应进行的程度
B.过程Ⅱ为放热过程,过程Ⅲ为吸热过程
C.催化剂可降低反应的活化能,从而使 H减小
D.1mol SO2和1mol O2反应,放出的热量小于99kJ
12.已知在25 ℃、1.01×105 Pa下,1mol氢气在氧气中燃烧生成气态水的能量变化如下图所示,下列有关说法正确的是( )
A.H2O分解为H2与O2时放出热量
B.热化学方程式为:2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH = -490 kJ·mol-1
C.甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为甲>乙>丙
D.乙→丙的过程中若生成液态水,释放的能量将小于930 kJ
13.在298 K、1.01×105 Pa下,将22 g CO2通入750 mL 1 mol·L-1 NaOH 溶液中充分反应,测得反应放出x kJ的热量。已知在该条件下,1 mol CO2通入1 L 2 mol·L-1 NaOH溶液中充分反应放出y kJ的热量,则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是( )
A.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH=-(2y-x) kJ·mol-1
B.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH=-(2x-y) kJ·mol-1
C.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH=-(4x-y) kJ·mol-1
D.CO2(g)+2NaOH(l)=2NaHCO3(l) ΔH=-(8x-2y) kJ·mol-1
14.黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为:S(s)+2KNO3(s)+3C(s)=K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH=x kJ·mol-1
已知碳的燃烧热ΔH1=a kJ·mol-1
S(s)+2K(s)=K2S(s) ΔH2=b kJ·mol-1
2K(s)+N2(g)+3O2(g)=2KNO3(s) ΔH3=c kJ·mol-1
则x为( )
A.3a+b-c B.c+3a-b C.a+b-c D.c+a-b
二、综合题
15.回答下列问题:
(1)实验测得,1g乙醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水释放出29.7kJ的热量,试写出乙醇燃烧的热化学方程式: 。
(2)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行理论推算。试依据下列热化学方程式,计算反应 的焓变为 。
①
②
③
(3)某实验小组用0.5mol/L
NaOH溶液和0.5mol/L硫酸溶液进行中和热的测定。
①环形玻璃搅拌棒 (填“能”或“不能”)改为环形金属(如铜)棒,其原因是 。
②碎泡沫的作用是 。
③测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如上图所示。取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,三次测定温度差的平均值为4.0℃,若近似认为0.5mol/L NaOH溶液和0.5mol/L硫酸溶液的密度都是1 ,中和后生成溶液的比热容 。则中和热 (取小数点后一位)。
④上述实验数值结果与57.3 有偏差,产生偏差的原因可能是 (填字母)。
a.反应时未用搅拌器搅拌
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
16.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)上图是N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中能量的变化示意图,请写出N2和H2反应的热化学方程式: 。
(2)若已知下列数据:
化学键 H-H N≡N
键能/kJ·mol-1 435 943
试根据表中及图中数据计算N—H的键能: kJ·mol-1。
(3)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(g)+6H2O(g) ΔH1=-a kJ·mol-1①
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH2=-b kJ·mol-1②
若1 mol NH3还原NO至N2,则该反应过程中的反应热ΔH3= kJ·mol-1(用含a、b的式子表示)。
(4)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:
反应Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) (NH4)2CO3(aq) ΔH1
反应Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) NH4HCO3(aq) ΔH2
反应Ⅲ:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g) 2NH4HCO3(aq) ΔH3
则ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是ΔH3= 。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】已知:① C2H2(g) + O2(g) = 2CO2(g)+H2O(l) ΔH1=-1301.0 kJ mol-1
② C(s)+ O2(g) = CO2(g) △H2=-393.5 kJ mol-1
③ H2(g)+ O2(g) = H2O(l) △H3 = -285.8 kJ·mol-1
根据盖斯定律②×2+③-①可得2C(s)+ H2(g) = C2H2(g)的△H=-393.5 kJ mol-1×2+(-285.8 kJ·mol-1)-(-1301.0 kJ mol-1)=+228.2 kJ·mol-1,
故答案为:A。
【分析】利用盖斯定律,将②×2+③-①即得到反应④,反应热为△H=2△H2+△H3-△H1,以此解答该题。
2.【答案】B
【解析】【解答】A.化学反应一定有能量变化,根据能量守恒,反应物总能量与生成物总能量一定不等,故A不符合题意;
B.根据盖斯定理,反应回到原点,热效应为0,故B符合题意;
C.吸热反应和放热反应,与反应条件无关,故C不符合题意;
D.天然气属于化石能源,不可再生,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A. 根据能量守恒,反应物总能量等于生成物总能量反应热之和;
B.根据图可得;
C.吸热反应和放热反应,与反应条件无关;
D. 天然气是化石燃料,不可再生;
3.【答案】A
【解析】【解答】A.由分析可知,氢气与氟气化合生成氟化氢的反应为放热反应,则氟化氢分解生成氢气和氟气的反应为吸热反应,故A符合题意;
B.液态氟化氢的能量小于气态氟化氢,则1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量大于270kJ,故B不符合题意;
C.由分析可知,该反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,则在相同条件下,1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量,故C不符合题意;
D.由分析可知,该反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,则断裂1mol H—H键和1mol F—F键吸收的能量小于形成2mol H—F键放出的能量,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A、反应物的总能量大于生成物的总能量,反应放热,反之反应吸热;
B、气体转化为液体需要放出热量;
C、△H=生成物总内能-反应物总内能
D、△H=反应物总键能-生成物总键能。
4.【答案】B
【解析】【解答】已知:①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H1=-870.3 kJ mol-1,②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-393.5 kJ mol-1,③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H3=-285.8 kJ mol-1,根据盖斯定律,②×2+③×2-①可得:2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)△H=-488.3 kJ mol-1。
故答案为:B。
【分析】根据盖斯定律计算。
5.【答案】C
【解析】【解答】A.根据2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1可以知道1mol氢气燃烧生成1mol液态水放出热量为285.8 kJ·mol-1,则氢气燃烧热为285.8 kJ mol-1,故A不符合题意;
B.反应中有BaSO4生成,而生成BaSO4也是放热的,所以放出的热量比57.3 kJ多,即该反应的ΔH<-57.3kJ·mol-1;故B不符合题意;
C.令H2(g)和CH3OH(l)的质量都为4g,则4g氢气燃烧放热为571.6 kJ;4g CH3OH(l)燃烧放热为4/32×1/2×1452 kJ=90.75 kJ;所以H2(g)放出的热量多,故C符合题意;
D.①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1;②2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1452 kJ·mol-1;按盖斯定律计算①×3-②得到:6H2(g)+2CO2(g)=2CH3OH(l)+2H2O(l) ΔH=-262.8kJ·mol-1;则正确的热化学方程式是3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-131.4kJ·mol-1,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据热化学方程式含义进行计算同质量下放出的热量,同质量的氢气放出的热量多。
6.【答案】C
【解析】【解答】由盖斯定律可知,Q1+(-Q2)= H>0,所以Q1>Q2,
故答案为:C。
【分析】CuSO4.5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O,H1=Q1
CuSO4(s)= CuSO4(aq),H2=-Q2
CuSO4.5H2O(s)= CuSO4(s)(aq)+5H2O,H>0
H=H1+H2>0
7.【答案】B
【解析】【解答】28gCaO的物质的量,因此反应过程中吸收的热量为:177.70kJ/mol×0.5mol=88.85kJ,B符合题意;
故答案为:B
【分析】根据公式计算n(CaO),结合热化学方程式计算反应过程中吸收的热量。
8.【答案】B
【解析】【解答】A.根据②可知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ·mol-1。燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量,H2O的稳定状态是液态,2 mol H2完全燃烧产生液态水放出热量是571.6 kJ,则1 mol H2完全燃烧产生液态水放出热量是285.8 kJ,故H2的燃烧热ΔH = -285.8 kJ·mol-1,A不符合题意;
B.反应物的能量相同,当生成物是气态时含有的能量比液态高,所以反应放出热量就少,反应放出热量越少,则反应热就越大,所以反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的 ΔH>-571.6 kJ·mol-1,B符合题意;
C.反应①是放热反应,所以反应①中断裂反应物中的化学键所需的能量小于形成生成物中化学键所释放的能量,C不符合题意;
D.已知①CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l) ΔH1=-252.9 kJ·mol-1
②2H2O(1)=2H2(g)+O2(g) ΔH2=+571.6 kJ·mol-1
根据盖斯定律,将[①+②×2]×(-1),整理可得反应CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)的 ΔH=-890.3 kJ·mol-1,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量;
C.反应①是放热反应,断裂反应物中的化学键所需的能量小于形成生成物中化学键所释放的能量;
D.根据盖斯定律计算。
9.【答案】D
【解析】【解答】A.反应物和生成物互换那么反应热互为相反数,F→A ΔH=ΔH6,所以 A→F ΔH=-ΔH6,故A不符合题意;
B. 根据盖斯定律可知只要反应物和生成物确定,无论经过怎样的途径反应热都相等,所以A→D ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,故B不符合题意;
C. A→A 焓变为0,所以ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0,故C不符合题意;
D.F→B ΔH=ΔH1+ΔH6, B→F ΔH =ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5,所以ΔH1+ΔH6=-(ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5),故D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据盖斯定律可知只要反应物和生成物确定,无论经过怎样的途径反应热都相等,如果反应物和生成物互换则反应热互为相反数。
10.【答案】D
【解析】【解答】A.燃烧热是生成稳定的化合物,即H要转化成水,故A不符合题意
B.反应①为吸热反应,而图中反应物总能量高于生成物总能量,故B不符合题意
C.由②可知,可以放出能量,故C不符合题意
D.由于液态水的能量低于气态水的能量,故放出的热量比②小,故D符合题意
故答案为:D
【分析】燃烧热:1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量
吸热反应:反应物的总能量小于生成物的总能量
11.【答案】D
【解析】【解答】A. 过程Ⅰ和过程Ⅳ分别是被催化剂吸附和离开催化剂,不可能决定了全部反应进行的程度,过程Ⅱ中发生SO2、O2中的共价键的断裂,过程Ⅲ中形成SO3中的共价键,决定整个反应进行的程度,A不符合题意;
B. 过程Ⅱ中发生SO2、O2中的共价键的断裂,要吸收能量,过程Ⅲ中形成SO3中的共价键,要放出能量,B不符合题意;
C. 使用催化剂,可降低反应的活化能,同等程度改变正、逆反应速率,但不能改变焓变,C不符合题意;
D. 该反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,所以1mol SO2和1mol O2反应,放出的热量小于99kJ,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】对于该反应决定整个反应速率的主要还是键的断裂的过程,键的断裂需要吸收能量,键的形成需要释放能量,催化剂的加入只是降低了反应的活化能,加快了反应速率,不改变焓变,由于是可逆反应,反应并不能完全反应,因此放出的能量少
12.【答案】B
【解析】【解答】A、氢气和氧气反应生成1mol水的△H=反应物键能和-生成物键能和=436KJ/mol+249KJ/mol-930KJ/mol=-245KJ/mol,反应放热,所以水分解吸热,A不符合题意;
B、据A分析,生成1mol水时放出245KJ的热量,则热化学方程式为:2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH = -490 kJ·mol-1,B符合题意;
C、断键吸收能量,成键释放能量,甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙,C不符合题意;
D、水蒸气变成液态水会放热,乙→丙的过程中若生成液态水,释放的能量将大于930 kJ,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.H2O分解过程中需要吸收热量;
B.根据图示确定反应热,从而得出反应的热化学方程式;
C.根据变化过程的能量变化分析;
D.水由气态转化为液态的过程中放热;
13.【答案】C
【解析】【解答】根据题意,22 g CO2通入750 mL 1 mol·L-1 NaOH 溶液中充分反应,n(CO2)=0.5mol,n(NaOH)= 1 mol·L-1×0.75L=0.75mol,该反应既生成碳酸钠又生成碳酸氢钠,方程式为:
2CO2+3NaOH= NaHCO3+ Na2CO3+ H2O,由0.5mol CO2反应放出热量为x kJ,则2mol CO2反应放出热量为4x kJ,即热化学方程式为2CO2(g)+3NaOH(aq)= NaHCO3(aq)+ Na2CO3(aq)+ H2O(l) ΔH=-4x kJ·mol-1①,又1mol CO2通入1 L 2 mol·L-1 NaOH溶液中充分反应放出y kJ的热量,热化学方程式为2NaOH(aq)+ CO2(g)= Na2CO3(aq)+ H2O(l) ΔH=-ykJ·mol-1②,由盖斯定律可知,①-②可得,CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH=-(4x-y) kJ·mol-1,故C符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据二氧化碳与氢氧化钠反应的物质的量之比确定产物,然后得到两个热化学方程式,结合盖斯定律计算生成碳酸氢钠是的焓变,然后判断热化学方程式即可。
14.【答案】A
【解析】【解答】已知碳的燃烧热为ΔH1=a kJ·mol-1,则碳燃烧的热化学方程式为:①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=a kJ·mol-1,②S(s)+2K(s)=K2S(s) ΔH2=b kJ·mol-1,③2K(s)+N2(g)+3O2(g)=2KNO3(s) ΔH3=c kJ·mol-1,根据盖斯定律,可得ΔH=3ΔH1+ΔH2—ΔH3,即x=3a+b-c,
故答案为:A。
【分析】此题考查盖斯定律的应用。常用的方法是根据未知的反应中物质,在已知反应中找出现“1”次的物质进行加减反应得所需要的反应方程式,得出焓变。
15.【答案】(1)
(2)
(3)不能;金属导热性强,散失热量多,实验误差大;保温,防止热量散失;—53.5kJ/mol;ac
【解析】【解答】(1)由1g乙醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水释放出29.7kJ的热量可知,乙醇燃烧反应的反应热△H= =1366.2kJ/mol,反应的热化学方程式为 ,故答案为: ;
(2)由盖斯定律可知,②×2+③×2-①可得反应 ,则△H=(-393.5kJ/mol)×2+(-285.8kJ/mol)×2-(-870.3kJ/mol)=-488.3kJ/mol,故答案为:-488.3kJ/mol;
(3)①中和热测定实验中不能将环形玻璃搅拌棒改为环形金属(如铜)棒,因为环形金属棒是热的良导体,导热性强,会造成热量会损失,导致实验误差大,故答案为:金属导热性强,散失热量多,实验误差大;
②中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎泡沫塑料可以起到保温,防止实验过程中的热量散失,减少实验误差的作用,故答案为:保温,防止热量散失;
③50mL0.50mol/氢氧化钠溶液与30mL0.50mol/L硫酸溶液反应反应时,硫酸溶液过量,则反应生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol,反应后溶液的质量为80mL×1g/mL=80g,反应放出的热量Q=mc△T=80g×4.18J/(g·℃)×4.0℃×10-3kJ/J=1.3376kJ,所以实验测得的中和热△H=- =-53.5 kJ/mol,故答案为:-53.5 kJ/mol;
④a.反应时未用搅拌器搅拌会使反应不充分,放出的热量偏低,所测结果小于57.3kJ/mol,故正确;
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数会使量取的氢氧化钠溶液体积偏大,放出的热量偏高,所测结果大于57.3kJ/mol,故不正确;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中会造成热量散失,放出的热量偏低,所测结果小于57.3kJ/mol,故正确;
故答案为:ac。
【分析】(1)表示燃烧热的热化学方程式中可燃物为1mol,产物为稳定氧化物;依据1g乙醇完全燃烧生成CO2和液态水时放热29.7kJ,结合燃烧热的定义计算求出1mol乙醇完全燃烧放出的热量,然后写出热化学方程式;
(2)根据盖斯定律可知,②×2+③×2-①得到 ,以此分析;
(3)① 金属导热快,热量损失多;
② 中和热测定实验成败的关键是保温工作;
③ 根据表中测定数据计算出混合液反应前后的平均温度差,再根据Q=mc△T计算出反应放出的热量,最后计算出中和热;
④ a. 反应时未用搅拌器搅拌,反应不充分,测得的热量偏小;
b. 量取NaOH溶液的体积时仰视读数,导致量取的氢氧化钠体积偏大,反应放出的热量增大;
c. 将NaOH溶液倒入小烧杯中,不能分几次倒入,否则会导致热量散失;
16.【答案】(1)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1
(2)390
(3)
(4)2ΔH2-ΔH1
【解析】【解答】氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
;(1)根据图像得出生成1 mol NH3(g)的焓变ΔH =254 kJ·mol-1 - 300 kJ·mol-1 =-46 kJ·mol-1,N2和H2反应的热化学方程式:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1 (2)设N—H键键能为x kJ·mol-1
ΔH = 断键吸收的热量 – 成键放出的热量 = 943 kJ·mol-1 + 435 kJ·mol-1×3 – 6x =-92 kJ·mol-1
x = 390
故答案为390;(3)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(g)+6H2O(g) ΔH1=-a kJ·mol-1①
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH2=-b kJ·mol-1②
4NH3(g) + 6NO(g) = 5N2(g) +6H2O(g)
要得到目标反应:① - ②×3 即ΔH =(3b-a)kJ·mol-1
若1 mol NH3还原NO至N2,则该反应过程中的反应热ΔH3= kJ·mol-1,
故答案为 ;(4)反应Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) (NH4)2CO3(aq) ΔH1
反应Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) NH4HCO3(aq) ΔH2
反应Ⅲ:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g) 2NH4HCO3(aq) ΔH3
将第二个反应方程的2倍减去第一个方程得到方程三,ΔH3=2ΔH2-ΔH1,
故答案为2ΔH2-ΔH1。
【分析】(1)写出方程式并计算出生成1mol氨气的焓变即可
(2)题目中给出化学键键能,根据公式H=反应物的键能-生成物的键能计算即可
(3)利用盖斯定律求出1mol氨气还原为一氧化氮和氮气的反应热公式,代入数据即可计算
(4)利用盖斯定律即可找出关系
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