4. 设NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是A
A. 标准状况下,22.4 L CH4和CH3Cl的混合物所含分子数为NA
B. 用含0.2 mol FeCl3的饱和溶液制得胶体,其中所含氢氧化铁胶粒的数目为0.2NA
C. 由NO2和CO2组成的混合气体中共有NA个分子,其中氧元素的质量一定为32 g
D. 2 L pH=1的HA酸溶液与足量锌粒反应,生成H2的分子数一定为0.1NA
3.下列过程都与热量变化有关,其中表述正确的是 ( D )
A.CO(g)的燃烧热是283.0KJ/mol,则表示CO(g)燃烧热的热化学方程式为
2CO(g)+(g)=2(g);△H=-566.0KJ/mol
B.稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热为57.3KJ/mol,则表示稀硫酸与稀氢氧化钾溶液发生反应的热化学方程式为
(l)+ (l)= (l)+ (l);△H=-57.3KJ/mol
C.铝热反应是放热反应,因此不需要加热就能使反应发生
D.水的电离过程是吸热过程,升高温度,水的离子积增大、pH减小
2.近年来,砒霜中毒事件时有发生;砒霜的主要成分是三氧化二砷(As2O3),医生通常给砒霜中毒患者服用一定剂量的氧化剂解毒。下列有关叙述正确的( D )
A.砷元素在化合物中的常见价态有+3、+5、+7 B.砷酸(H3AsO4)的酸性强于磷酸
C.砷化氢(AsH3)比NH3稳定 D.砷的+3价化合物的毒性强于+5价化合物
1.当航天飞机返回地球大气层时,由于空气的剧烈摩擦,飞机尖端的温度可达1000℃以上,为了防止高温将它烧毁,科学家给航天飞机的相应部位都安装了可靠的保护层。制作保护层的材料是 D
A.合成塑料 B.合成纤维
C.镁铝合金 D.新型陶瓷和碳纤维的复合材料
[例1] 下列反应属于放热反应的是 ( )
A.氢气还原氧化铜 B.氢气在氧气中燃烧
C.氢氧化钾和硫酸中和 D.碳酸钙高温分解成氧化钙和二氧化碳
[例2] 下列反应过程中,ΔH>0且ΔS>0的是 ( )
A.NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) B.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
C.4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s) D.HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H2O(l)
[例3] 甲醇广泛用作燃料电池的燃料,可出天然气来合成,已知:
①2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) △H=-71 kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H=-90.5 kJ·mol-1
③CH4(g)+2O2(g)=CO2+2H2O(g) △H=-890 kJ·mol-1
下列说法不能得出的结论是 ( )
A.反应②在任何温度下均能自发进行
B.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H>-90.5 kJ·mol-1
C.甲醇的燃烧热为764 kJ·mol-1
D.若CO的燃烧热为282.5 kJ·mol-1,则H2的燃烧热为286 kJ·mol-1
[例4] 已知:(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=74.9 kJ·mol-1,下列说法中正确的是 ( )
A.该反应是吸热反应,因此一定不能自发进行
B.该反应中熵变、焓变皆大于0
C.碳酸盐分解反应中熵增加,因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发
D.能自发进行的反应一定是放热反应,不能自发进行的反应一定是吸热反应
[例5]下列各组热化学方程式中,化学反应的△H前者大于后者的是 ( )
①C(s)+O2(g)= CO2(g);△H1 C(s)+O2(g)= CO(g);△H2
②S(s)+O2(g)= SO2(g);△H3 S(g)+O2(g)= SO2(g);△H4
③H2(g)+O2(g)= H2O(l);△H5 2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l);△H6
④CaCO3(s)= CaO(s)+CO2(g);△H7 CaO(s)+H2O(l)= Ca(OH)2(s);△H8
A.① B.④ C.②③④ D.①②③
[例6] 化学家已发现在高压下氮气会聚合成高聚氮晶体, 该晶体中相邻氮原子间以氮氮单键连接形成空间网状结构,每个氮原子最外层均满足8电子稳定结构。这种高聚氮的N-N键键能为160 kJ/mol (N2的键能为942 kJ/mol)。下列有关高聚氮说法不正确的是 ( )
A.该晶体中每个氮原子与其它3个氮原子相连
B.该晶体属于分子晶体,它与N2属于同素异形体
C.理论上该高聚氮可作为高能炸药,爆炸后生成氮气,热化学方程式可表示为
2N(s) = N2 (g) △H = - 462 k J/mol
D.高聚氮爆炸生成氮气的反应在任何温度下可自发进行
[例7] 1 molH-I 键的键能是299kJ。 1mol I-I 键的键能是151kJ,1mol H-H键的键能是436kJ, 则H2(g)+I2(g)=2HI(g)反应是 ( )
A.吸热反应 B.放热反应 C.分解反应 D.可逆反应
[例8] 化学键的键能是原子间形成1mol化学键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。以下部分共价键键能数据:H-S 364 kJ·mol-1,S-S 266 kJ·mol-1,S=O 522 kJ·mol-1,H-O 464 kJ·mol-1。
(1)试根据这些数据计算下面这个反应的反应热:2H2S(g)+SO2(g)=3S(g)+2H2O;△H= -Q kJ/mol,反应产物中的S实为S8,实际分子是一个8元环状分子。求Q。
(2)标准状况下,将a L H2S与b L SO2混合进行上述反应,当a>2b时,反应放热多少kJ·mol-1;当a<2b时,反应放热多少kJ·mol-1
[例9] 火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量液态双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出256.652 kJ的热量。
(1)反应的热化学方程式为_______ ______________。
(2)又已知H2O(l)=H2O(g),ΔH=+44 kJ·mol-1,由16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是__________kJ。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是___________________________________ _____。
[例10] 北京时间2008年2月21日上午11时26分,美国用导弹击毁了失控的卫星。美方称,卫星坠落地面时,燃料罐中装有的约453 kg联氨(N2H4),可能发生泄漏,造成伤害。
(1)联氨是一种无色可燃的液体,溶于水显碱性,其原理与氨相似,但其碱性不如氨强,写出其溶于水呈碱性的离子方程式: 。
(2)联氨(N2H4)是航天飞船常用的高能燃料。联氨可用氨和次氯酸钠按一定物质的量之比混合反应生成联氨、氯化钠和水;该反应的氧化产物是 。也可以采用尿素[CO(NH2)2]为原料制取,方法是在高锰酸钾催化剂存在下,尿素和次氯酸钠、氢氧化钠溶液反应生成联氨、另外两种盐和水,写出其反应的化学方程式 。
(3)火箭推进器中分别装有联氨和过氧化氢,当它们混合时即产生气体,并放出大量热。已知:12.8 g液态联氨与足量过氧化氢反应生成氮气和水蒸气,放出256.65 kJ的热量;
H2O(l)=H2O (g) DH=+44 kJ·mol-1
2H2O2(l)=2H2O(l)+ O2(g) DH=–196.4 kJ·mol-1
则写出表示联氨燃烧热的热化学方程式为 。
(五)、反应热与化学键能的计算
反应热△H= 的键能总和- 的键能总和
(四)、盖斯定律及其应用
盖斯定律:化学反应的反应热只与 有关,而与 无关,如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是 的,这就是盖斯定律。
(三)、反应热大小比较
1.同一反应生成物的状态不同时:
A(g)十B(g)=C(g) △H1<0 A(g)+B(g)=C(1) △H2<0
C(g)=C(1) △H3<
因为△H3=
所以△H2 △H1
2.同一反应热状态不同时:
S(g)+O2(g)=SO2(g);△H1<0 S(s)+O2(g)=SO2(g);△H2<0
S(g)=S(s);△H3<
所以△H l △H2
3.两个有联系的不同反应相比
C(s)+O2(g)=CO2(g);△H1<0 C(s)+ eq \o(\s\up 2(1-O2(g)=CO (g);△H2<0
所以△H l △H2
并且据此可写出反应的热化学方程式:
CO(g)+O2(g)=CO2(g);△H3=
(二)、热化学方程式的书写
在书写热化学方程式时一般遵循三步:
一是先正确书写化学反应方程式,并标出各物质的 ;
二是进行计算,按化学方程式中物质系数(即为该物质消耗的物质的量)进行计算,以得出反应中能量的变化;
三是确定反应热的正负号,如果是放热反应则为 ,如果是吸热反应则为 。
(一)、对反应热、燃烧热和中和热的理解
1.反应热:反应热的符号为 ,单位为 。使用反应热时注意:若比较不同反应过程中的反应热,是指△H的相对大小,包含“+”、“一”的比较;若比较不同反应放出或吸收的热量,则是指△H的绝对值的相对大小。
类型 比较 |
放热反应 |
吸热反应 |
定义 |
反应 |
反应 |
形成原因 |
反应物具有的总能量 生成物具有的总能量 |
生成物具有的总能量
反应物具有的总能量 |
与化学键强弱的关系 |
生成物分子 时 的总能量 反应物分子 时 的总能量 |
生成物分子 时 的总能量 反应物分子 时 的总能量 |
表示方法 |
△H
0 |
△H 0 |
图示 |
|
|
常见反应 |
燃烧、中和、金属和酸的反应、铝热反应等,放热反应有的开始时需要加热以使反应启动。 |
大多数反应过程需要持续加热,如CaCO3分解等大多数分解反应,H2和I2、S、P等不活泼的非金属化合,CO2和C的反应。 吸热反应中有的不需要加热:Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl固体反应, |
2.燃烧热:在101 kPa时,l mol物质完全燃烧生成 的 物时所放出的热量,单位kJ·mol-1。需注意:
(1)燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的,因此在书写燃烧的热化学方程式时,一般以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数;
(2)燃烧产物必须是稳定的氧化物,如C-CO2、H2-H2O(l)、N-N2等。
3.中和热:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热。需注意:
(1)稀溶液是指物质溶于大量水;
(2)中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离的吸热所伴随的热效应;
(3)中和反应的实质是H+和OH-化合生成H2O,即
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);△H=-57.3 kJ·mol-1
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