1.1 化学反应的热效应 同步练习
一、单选题
1.某反应的ΔH=+100 kJ·mol-1,下列有关该反应的叙述正确的是( )
A.正反应活化能小于100 kJ·mol-1
B.逆反应活化能一定小于100 kJ·mol-1
C.正反应活化能不小于100 kJ·mol-1
D.正反应活化能比逆反应活化能小100 kJ·mol-1
2.下列反应属于吸热反应的是( )
A.甲烷在空气中燃烧 B.生石灰和水反应
C.锌粒与稀硫酸反应 D.石灰石在高温下分解反应
3.下列有关说法正确的是( )
A.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出的热量多
B.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,故金刚石比石墨稳定
C.放热且熵增加的反应不一定能正向自发进行
D.增大反应物的浓度能增大活化分子百分数,加快反应速率
4.合成氨工业中氢气可由天然气和水反应制备,其主要反应为:CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)。已知下列键能数据:则该反应中能量变化为( )
化学键 C-H H-O C=O H-H
键能/kJ·mol-1 414 464 803 436
A.162kJ B.766kJ C.965kJ D.1470kJ
5.工业上由CO2和H2合成气态甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-50kJ·mol-1。下面表示合成甲醇的反应的能量变化示意图,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
6.工业上由 CO2 和 H2 合成气态甲醇的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=﹣50kJ mol﹣1.下面表示合成甲醇的反应的能量变化示意图,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
7.反应4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)中,4molHCl被氧化,放出115.6kJ的热量。
又知:,判断下列说法正确的是()
A.该反应的ΔH=+115.6kJ·mol-1
B.断开1 molH—O 键与断开1molH—Cl键所需能量相差约为32kJ
C.HCl中H—Cl键比H2O中H—O键稳定
D.由题中所提供信息判断氯元素的非金属性比氧元素强
8.下列描述中正确的是( )
A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B.在25℃、101 kPa时,1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的标准燃烧热
C.从C(石墨,s)=C(金刚石,s)△H=+1.9 kJ mol﹣1,可知石墨比金刚石更稳定
D.同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H不同
9.已知反应能量历程如图所示。下列说法正确的是( )
A.的能量一定高于的能量
B.拆开和所需能量低于拆开所需能量
C.该反应不需要加热就能发生
D.恒温恒容条件下,当容器内压强不再改变时可判定反应已达平衡
10.在25℃和101kPa的条件下:
化学键 H-H Cl-Cl H-Cl
键能(kJ/mol) 436 243 431
对于反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量变化描述正确的是( )
A.断开1molH2中的H-H键需要放出436kJ的能量
B.生成2molHCl中的H-Cl键需要放出431kJ的能量
C.由键能数据分析,该反应属于吸热反应
D.2molHCl(g)的能量比1molH2(g)和1molCl2(g)的总能量低
11.已知反应:2NO(g)+Br2(g)=2NOBr(g) △H=-akJ·mol-1(a>0),其反应机理如下:
①NO(g)+Br2(g)=NOBr2(g) △H1快反应;
②NO(g)+NOBr2(g)=2NOBr(g) △H2慢反应。
下列说法错误的是( )
A.△H=△H1+△H2
B.该反应的速率主要取决于反应①
C.NOBr2是该反应的中间产物,不是催化剂
D.恒容时,增大Br2(g)的浓度能增加单位体积活化分子总数,加快反应速率
12.已知某化学反应 的能量变化如图所示,下列有关叙述中正确的是( )
A.该反应是放热反应
B.该反应的
C.该反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和
D.由 和 形成 键吸收的能量为
13.下列说法中,正确的是( )
A.凡是放热反应都是自发反应
B.凡是熵增大的反应都是自发反应
C.不自发的化学反应就不能进行
D.要判断反应进行的方向,必须综合考虑体系的焓变和熵变
14.下列有关热化学方程式的叙述正确的是( )
A.已知S(g)+O2(g)=SO2(g)△H1;S(s)+O2(g)=SO2(g)△H2,则△H1<△H2
B.已知甲烷的燃烧热为890.3kJ/mol,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g) △H=﹣890.3kJ/mol
C.已知中和热为△H=﹣57.3kJ/mol,则含0.5mol浓硫酸和足量稀NaOH溶液反应的放出57.3kJ的热量
D.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s)△H>0,则金刚石比石墨稳定
15.通过乙醇制取氢气通常有如下两条途径:
a.CH3CH2OH(g)+H2O(g)=4H2(g)+2CO(g)△H1=+256.6kJ mol﹣1
b.2CH3CH2OH(g)+O2(g)=6H2(g)+4CO(g)△H2=+27.6kJ mol﹣1
则下列说法正确的是( )
A.升高a的反应温度,乙醇的转化率增大
B.由b可知:乙醇的燃烧热为13.8 kJ mol﹣1
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=+485.6 kJ mol﹣1
D.制取等量的氢气,途径b消耗的能量更多
16.在25 ℃、101 kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的摩尔燃烧焓依次是393.5 kJ/mol、285.8 kJ/mol、890.3 kJ/mol、2 800 kJ/mol,则下列热化学方程式正确的是( )
A.C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=+571.6 kJ/mol
D.C6H12O6(s)+3O2(g)=3CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 400 kJ/mol
二、综合题
17.反应Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑的能量变化趋势,如图所示:
(1)该反应为 反应(填“吸热”或“放热”).
(2)若要使该反应的反应速率加快,下列措施可行的是 (填字母).
A.改铁片为铁粉
B.改稀硫酸为98%的浓硫酸
C.升高温度
(3)若将上述反应设计成原电池,铜为原电池某一极材料,则铜为 极(填“正”或“负”); 铜电极上发生的电极反应为 .
18.研究大气中含氮化合物、含硫化合物的转化具有重要意义。
(1)汽车发动机工作时会引发和反应,其能量变化示意图如下(常温常压下测定):
写出该反应的热化学方程式: 。
(2)土壤中的微生物可将大气中的经两步反应氧化成,两步反应的能量变化如图所示:
①第一步反应为 反应(填“放热”或“吸热”),原因是 。
②写出第二步反应的热化学方程式 。
③结合两步反应过程,全部氧化成时的 。
19.氮及其化合物在工农业中应用非常广泛。
(1)1828年,德国化学家维勒(Friedrich Wohler)首次用加热的方法使无机物氰酸铵转化为有机化合物尿素。已知氰酸铵在热水中就能发生分解,尿素加热至分解,分解时均产生氨气。
①氰酸铵属于 化合物(选填“离子”或“共价”)。
②鉴别氰酸铵和尿素的实验方法是 。
(2)液氨是富氢物质,是氢能的理想载体,利用合成氨可以实现储氢和输氢。合成氨时,在催化剂作用下的反应历程如下表(*表示吸附态):其中,的吸附分解反应速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。
化学吸附 表面反应 脱附
①采用液化空气分离的方法可获得原料气中。先将空气液化后再汽化,液态空气汽化时首先分离出 。
②高温高压时,在催化剂作用下,已知参加反应生成放出的热量。则合成氨的热化学方程式为 。
③实际生产中,原料气中和物质的量之比为1∶2.8。试分析说明原料气中适度过量有利于提高整体反应速率的原因: 。
(3)在低温,加压的条件下,氨气与二氧化碳可以合成尿素。试写出氨气与二氧化碳生成尿素和水的化学方程式: 。
20.碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及化合物在工农业生产及日常生活中有广泛的用途,对其研究具有重要意义。请回答下列问题:
(1)有机物M经过太阳光光照可转化为N,转化过程为:△H=+88.6kJ mol-1,则M、N相比,较稳定的是 (填“M”或“N”)。
(2)甲烷与CO2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气),发生的反应为:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),反应过程的能量变化如图所示,则该反应的△H= kJ mol-1(用含E1、E2的代数式表示)。
(3)乙烯是世界上产量最大的化学产品之一,可通过乙烷的热裂解和氧化裂解制取。若C-C键、C=C键、C-H键和H-H键的键能分别为akJ mol-1、bkJ mol-1、ckJ mol-1和dkJ mol-1,反应C2H6(g)=CH4(g)+H2(g)△H,则△H= kJ mol-1(用含a、b、c、d的代数式表示)。
(4)利用煤制合成气,再由合成气间接制乙烯包含的反应有:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=akJ mol-1
②2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)△H=bkJ mol-1
则反应2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g)△H= kJ mol-1(用含a、b的代数式表示)。
(5)甲醇(CH3OH)属于可再生资源,能够代替汽油作为汽车的燃料。常温下,实验测得1g甲醇完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出22.7kJ的热量,试写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式 。
(6)已知CO和丙烷的燃烧热分别为283kJ mol-1和2220kJ mol-1。现有CO和C3H8的混合气体共3mol,完全燃烧时放出2786kJ的热量,则在混合气体中CO和C3H8的体积比是 。
21.H2S有剧毒,在空气中可以燃烧。以硫化氢、氧气为原料,可以设计一种燃料电池。
回答下列问题:
(1)H2S在空气中充分燃烧,能量变化过程如图所示:
①反应过程中反应物的总能量 (填“>”“<”或“=”)生成物的总能量。
②H2S完全燃烧的化学方程式为 。
(2)以 H2S、O2 为原料的碱性燃料电池装置的示意图如图,该装置工作时总反应离子方程式为2H2S+3O2+4OH- = 2SO32-
+4H2O。
①该装置将 能转化为 能。
②已知正极反应式 O2+2H2O+4e- =4OH- ,则负极反应式为 ,右室电解质溶液的pH (填“变大”“减小”或“不变”)。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】某反应的ΔH=+100 kJ·mol-1,说明该反应的正反应为吸热反应,且正反应的活化能比逆反应的活化能大100 kJ·mol-1,正反应的活化能应大于100 kJ·mol-1,无法确定逆反应的活化能大小,C符合题意;
故答案为:C
【分析】根据图像能量变化确定反应的活化能大小。
2.【答案】D
【解析】【解答】A.甲烷燃烧是放热反应,故A不符合题意;
B.生石灰与水反应是放热反应,故B不符合题意;
C.锌粒与稀硫酸反应是放热反应,故C不符合题意;
D.石灰石高温分解是吸热反应,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】常见的放热反应有:绝大多数的化合反应(灼热的炭与二氧化碳反应除外)、燃烧反应、金属与水或酸的反应、酸碱中和,铝热反应等;
常见的吸热反应有:绝大多数的分解反应、个别的化合反应(如灼热的炭与二氧化碳反应)、少数的复分解反应(如盐酸与碳酸氢钠反应)、以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应反应等。
3.【答案】A
【解析】【解答】A.固体硫变为硫蒸汽要吸热,则硫蒸气燃烧时放出的热量多,故A符合题意;
B.C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则石墨能量比金刚石小,能量越低越稳定,所以石墨比金刚石稳定,故B不符合题意;
C.放热且熵增加的反应,即△H<0、△S>0的反应,该反应在任何温度下均有△H-T△S<0,即放热且熵增加的反应在任何条件下都能正向自发进行,故C不符合题意;
D.增大反应物浓度,单位体积活化分子总数目增大,但活化分子百分数不变,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.固体变为气体吸热;
B.能量越低越稳定;
C.根据ΔH-TΔS进项判断;
D.增大反应物浓度,活化百分数不变。
4.【答案】A
【解析】【解答】根据反应热=反应物的键能总和-生成物的键能总和计算,反应热=414×4+464×4-803×2-436×4=162 kJ。
故答案为:A。
【分析】根据反应热=反应物的键能总和-生成物的键能总和计算。
5.【答案】A
【解析】【解答】根据题目所给热化学反应方程式,工业上由CO2和H2合成气态甲醇和气态水的反应为放热反应,即反应物的总能量高于生成物的总能量,因此排除CD选项,由气态水到液态水的过程是液化的过程,会向外放热,因此液态产物的能量比气态产物的能量更低,因此选择A项;
故答案为:A。
【分析】反应CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=-50kJ mol-1是放热反应,反应物总能量大于生成物总能量,物质越稳定,其能量越小,气态能量高于液态。
6.【答案】A
【解析】【解答】解:反应CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=﹣50kJ mol﹣1是放热反应,反应物总能量大于生成物总能量,物质越稳定,其能量越小,所以液态物质的能量小于气态物质,则符合条件的图像是A,
故选A.
【分析】反应CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=﹣50kJ mol﹣1是放热反应,反应物总能量大于生成物总能量,物质越稳定,其能量越小.
7.【答案】B
【解析】【解答】A.该反应为放热反应,故其ΔH=-115.6kJ/mol,A不符合题意;
B.设断开1molH-Cl所需的能量为a kJ/mol,断开1molH-O所需的能量为b kJ/mol,则ΔH=(4a+498)-(2×243+4b)=-115.6kJ/mol,解得 a-b=-31.9kJ/mol,故断开1molH-O键与断开1molH-Cl键所需能量相差约为32kJ,B符合题意;
C.由B的计算结果可知,H-Cl键的键能小于H-O键的键能,故化学键H-Cl的稳定性弱于H-O键的稳定性,C不符合题意;
D.在该反应中,O2为氧化剂,Cl2为氧化产物,故O2的氧化性比Cl2的氧化性强,则氧的非金属性比氯的非金属性强,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.放热反应,其ΔH<0;
B.结合反应热的计算分析;
C.结合键能与稳定性的关系分析;
D.由单质的氧化性的强弱确定其非金属性的强弱;
8.【答案】C
【解析】【解答】解:A.反应是否加热才能进行与反应热无关,如铝热反应为放热反应,但需在高温下才能进行,故A错误;
B.碳可生成一氧化碳或二氧化碳,如生成一氧化碳,则不是燃烧热,故B错误;
C.C(石墨,s)=C(金刚石,s)△H=+1.9 kJ mol﹣1为吸热反应,反应物总能量较低,能量较低的温度,故C正确;
D.反应热的大小与反应条件无关,故D错误.
故选C.
【分析】A.反应是否加热才能进行与反应热无关;
B.碳可生成一氧化碳或二氧化碳;
C.为吸热反应,反应物总能量较低;
D.反应热的大小与反应条件无关.
9.【答案】B
【解析】【解答】A.由图可知,该反应为放热反应,和的总能量一定高于的能量,故A不符合题意;
B.由图可知,该反应为放热反应,拆开和所需能量低于拆开所需能量,故B符合题意;
C.放热反应不一定不需要加热,放热吸热与反应条件无关,故C不符合题意;
D.恒温恒容条件下,由于反应前后气体分子总数一直不变,压强一直不变,不能用压强判定平衡,故D不符合题意;
故答案为B。
【分析】利用吸热反应和放热反应的相关知识分析解答。
10.【答案】D
【解析】【解答】A、化学键断开过程中需要吸收能量,断开1molH2中的H-H键需要收受436kJ的能量。不符合题意;
B、一个HCl中含有一个H-Cl键,则生成1molHCl中的H-Cl键需要放出431kJ的能量,生成2 mol HCl中的H-Cl键需要放出862kJ的能量。不符合题意;
C、该反应断开1molH-H键和1mol Cl-Cl键共吸收679 kJ的能量,同时生成2 molH-Cl键放出862kJ的能量,放出的能量大于吸收的能量,因此是放热反应。不符合题意;
D、1molH2(g)和1molCl2(g)反应生成2molHCl(g)放出183kJ,因此2molHCl(g)的能量比1molH2(g)和1molCl2(g)的总能量低。符合题意;
故答案为:D。
【分析】化学变化中能量的变化值等于形成生成物的化学键放出的能量和与反应物断开化学键吸收的能量置换的差值。
11.【答案】B
【解析】【解答】A.根据盖斯定律可知:①NO(g)+Br2(g)=NOBr2(g) △H1②NO(g)+NOBr2(g)=2NOBr(g) △H2,由①+②得反应2NO(g)+Br2(g)=2NOBr(g),则△H=△H1+△H2,故A不符合题意;
B.慢反应决定反应速率,则该反应的反应速率取决于反应②,故B符合题意;
C.NOBr2是该反应的中间产物,不是催化剂,故C不符合题意;
D.活化分子数越多反应速率越快,恒容时,增大反应物的浓度能增加活化分子总数,反应速率加快,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据盖斯定律,方程式①+②可得2NO(g)+Br2(g)═2NOBr(g);
B.慢反应决定反应速率;
C.在第一个反应中是反应物、第二个反应中是生成物的物质为催化剂;
D.活化分子数越多反应速率越快。
12.【答案】C
【解析】【解答】A.由图可知,该反应为吸热反应,故A不符合题意;
B.由图可知,E2、E1分别为逆反应的活化能、正反应的活化能,该反应的△H=(E1-E2)kJ mol-1,故B不符合题意;
C.由图可知,该反应为吸热反应,即反应物的键能总和大于生成物的键能总和,故C符合题意;
D.1molA2(g)和1molB2(g)形成2molA(g)和2molB(g)吸热的能量为E2kJ,2molA(g)和2molB(g)形成2mol A-B键放出的能量为E1kJ,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】依据反应物的键能总和大于生成物的键能总和分析,反应热=正反应的活化能-逆反应的活化能。
13.【答案】D
【解析】【解答】解:△H﹣T△S<0的反应可以自发进行,△H﹣T△S>0的反应不能自发进行,
A、反应放热,△H<0,若△<0且T很高时,反应不能自发进行,故A错误;
B、熵值增大,△S>0,若△H>0,且低温下,反应不能自发进行,故B错误;
C、不自发的化学反应在一定条件下也可以发生,比如电解水,故C错误;
D、反应是否自发,要考虑焓变和熵变两方面的因素,故D正确.
故选:D.
【分析】自发反应要综合考虑焓变和熵变,△H﹣T△S<0的反应可以自发进行,△H﹣T△S>0的反应不能自发进行,据此分析.
14.【答案】A
【解析】【解答】A. 1mol S(g)的能量大于1mol S(s)的能量,故与O2(g)反应生成SO2(g),S(g)放出的热量多,因为△H<0,所以放出的热量越多,△H就越小,因此△H1<△H2,故A符合题意;
B. 燃烧热是指在101kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,水应为液态,故B不符合题意;
C. 中和热是强酸强碱稀溶液中和反应生成1mol水放出的热量,而浓硫酸溶于水放热,则含0.5mol浓硫酸和足量稀NaOH溶液反应的放出的热量大于57.3kJ,故C不符合题意;
D. 由热化学方程式可得,石墨转变为金刚石吸收能量,因为物质能量越低越稳定,所以石墨比金刚石稳定,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】热化学方程式是表示化学反应中的物质变化和焓变的式子,包括物质的状态和焓变值。
15.【答案】A
【解析】【解答】解:A.a为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,则乙醇的转化率增大,故A正确;
B.燃烧热指应生成稳定的氧化物,应生成水、二氧化碳,故B错误;
C.氢气的燃烧为放热反应,△H<0,故C错误;
D.由热化学方程式可知生成1mol氢气,a吸收 kJ、b吸收 kJ,故D错误.
故选A.
【分析】A.a为吸热反应,升高温度,平衡正向移动;
B.应生成稳定的氧化物;
C.氢气的燃烧为放热反应;
D.根据反应热计算.
16.【答案】B
【解析】【解答】 25 ℃、101 kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的摩尔燃烧焓依次是393.5 kJ/mol、285.8 kJ/mol、890.3 kJ/mol、2 800 kJ/mol, 写出热化学方程式为C(s)+O2(g)=CO2(g), ΔH=-393.5 kJ/mol ;CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+H2O(l); ΔH=890.3 kJ/mol;2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol;C6H12O6(s)+3O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 400 kJ/mol;故答案为:B
【分析】根据摩尔燃烧焓得出,1mol物质完全燃烧得到稳定的产物释放的能量,写出热化学方程式即可判断
17.【答案】(1)放热
(2)A;C
(3)正;2H++2e﹣═H2↑
【解析】【解答】解:(1)从图象可知,反应物总能量高于生成物总能量,所以该反应为放热反应,
故答案为:放热;(2)A.改铁片为铁粉,增大了接触面积,反应速率增大,故A正确;
B.常温下铁在浓硫酸中钝化不能继续发生反应,故B错误;
C.升高温度,反应速率增大,故C正确;
故答案为:AC;(3)铜、铁、稀硫酸构成的原电池中,铁易失电子发生氧化反应而作负极,负极上电极反应式为Fe﹣2e﹣=Fe2+;铜作正极,正极上氢离子得电子发生还原反应,电极反应式为2H++2e﹣=H2↑,
故答案为:正;2H++2e﹣=H2↑.
【分析】(1)图中反应物能量大于生成物能量;(2)根据外界条件对速率的影响分析,升温、增大压强、增大浓度、加入催化剂会加快反应速率,但注意常温下铁在浓硫酸中钝化;(3)铜、铁、稀硫酸构成的原电池中,铁易失电子作负极,铜作正极,负极上失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应.
18.【答案】(1)N2(g)+O2(g) = 2NO(g) +183kJ/mol
(2)放热;反应物能量高于生成物能量; ;
【解析】【解答】(1)反应物键能之和-生成物键能之和=(945+498-2630)kJ/mol =+183kJ/mol,故该反应的热化学方程式为:N2(g)+O2(g) = 2NO(g) +183kJ/mol;
(2)第一步反应中反应物能量高于生成物能量,该反应为放热反应;第二步反应的热化学方程式为 ;结合两步反应过程,全部氧化成时总反应为 。
【分析】(1)反应物键能之和-生成物键能之和;
(2)根据盖斯定律计算;根据放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量,吸热反应中反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量。
19.【答案】(1)离子;分别取样,溶于热水,若产生气体且能使红色石蕊试纸变蓝为氰酸铵
(2)N2(或氮气);N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=﹣92.4kJ/mol;N2的吸附分解反应是决速步骤,N2适度过量,单位时间内会产生更多的N*,与H*结合,有利于提高合成氨的整体反应速率
(3)2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O
【解析】【解答】(1)①氰酸铵中铵根和氰酸根存在离子键,属于离子化合物;
②已知氰酸铵在热水中就能发生分解,尿素加热至分解,分解时均产生氨气,鉴别氰酸铵和尿素的实验方法是:分别取样,溶于热水,若产生气体且能使红色石蕊试纸变蓝为氰酸铵;
(2)①氮气的沸点比氧气低,液态空气汽化时首先分离出N2;
②高温高压时,在催化剂作用下,已知参加反应生成放出的热量,则反应放出3×30.8=92.4kJ,合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=﹣92.4kJ/mol;
③原料气中适度过量有利于提高整体反应速率的原因:N2的吸附分解反应是决速步骤,N2适度过量,单位时间内会产生更多的N*,与H*结合,有利于提高合成氨的整体反应速率;
(3)在低温,加压的条件下,氨气与二氧化碳可以合成尿素和水,反应的化学方程式:2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O。
【分析】(1) ①氰酸铵为离子化合物;
②氰酸铵在热水中就能发生分解,尿素加热至分解;
(2)①氮气的沸点比氧气低;
②参加反应生成放出的热量,反应放出3×30.8=92.4kJ热量;
③N2的吸附分解反应是决速步骤;
(3) 氨气与二氧化碳生成尿素和水。
20.【答案】(1)M
(2)E1-E2
(3)a+2c-b-d
(4)2a+b
(5)CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.4kJ mol-1
(6)2:1
【解析】【解答】(1)转化过程是吸热反应,说明的能量低于,能量越低越稳定,所以更稳定。
(2)由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,则该反应是放热反应,,所以该反应的。
(3)在反应中,消耗时,断裂键和键,生成和时,形成键、键和键。用键能来计算该反应的反应热时,该反应的反应物的键能之和-生成物的键能之和。
(4)由盖斯定律可知,①×2+②×1可得反应,所以该反应的。
(5)燃烧热是可燃物完全燃烧生成指定产物时放出的热量,甲醇完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出的热量,所以甲醇燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放热,依据热化学方程式的书写方法写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式为。
(6)设混合气中的物质的量为,则的物质的量为,根据题意,列方程有:,解得,则的物质的量为,所以混合气体中与的体积比即物质的量之比为。
【分析】(1)能量越低物质越稳定;
(2)根据ΔH=反应物断键吸收的热量-成键释放的热量计算;
(3)根据ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和计算;
(4)根据盖斯定律计算;
(5)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;
(6)CO和C3H8的混合气体共3mol,完全燃烧时放出2786kJ的热量,列出方程式求解。
21.【答案】(1)>;2H2S+3O2 2SO2+2H2O
(2)化学;电;H2S+8OH- —6e- =SO32- +5H2O;减小
【解析】【解答】(1)由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,为放热反应。
燃烧方程式:2H2S+3O2 2SO2+2H2O
(2)该装置为原电池,故是将化学能转化为电能,负极为硫化氢生成二氧化硫,电极反应如下, H2S+8OH- —6e- =SO32- +5H2O ,根据电极反应式可得,消耗了氢氧根,故PH减小
【分析】(1)反应物的能量高于生成物的能量为放热反应,反之为吸热反应
(2)电极反应书写步骤:先找反应物,再找生成物,根据变价元素标明得失电子数目,最后再配电荷守恒,及原子守恒。