問題詳情:
碳是形成化合物種類最多的元素,其單質及化合物是人類生產生活的主要能源物質。請回答下列問題:
(1)有機物M經過太陽光光照可轉化成N,轉化過程如下,ΔH=+88.6 kJ·mol-1。則M、N相比,較穩定的是________。
(2)已知CH3OH(l)的燃燒熱ΔH=-726.5 kJ·mol-1,CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-a kJ·mol-1則a________726.5(填“>”“<”或“=”)
(3)將Cl2和H2O(g)通過灼熱的炭層,生成HCl和CO2,當有1 mol Cl2參與反應時釋放出145.0 kJ熱量,寫出該反應的熱化學方程式:________________________________________。
(4)火箭和導*表面的薄層是耐高温物質。將石墨、鋁粉和二氧化鈦按一定比例混合在高温下煅燒,所得物質可作耐高温材料:4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)===2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=-1 176.0 kJ·mol-1,則反應過程中,每轉移1 mol電子放出的熱量為_______。
(5) 已知:①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH2=-566 kJ·mol-1
③TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(s)+O2(g) ΔH3=+141 kJ·mol-1
則TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(s)+2CO(g)的 ΔH=__________________。
(6)已知拆開1 mol H—H鍵,1 mol N—H鍵,1mol N≡N鍵分別需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,則N2(g)與H2(g)反應生成NH3(g)的熱化學方程式為:________________。
【回答】
(1). M (2). < (3). 2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g) ΔH=-290.0 kJ·mol-1 (4). 98.0 kJ (5). —80 kJ·mol-1 (6). N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.0 kJ·mol-1
【解析】
(1)M轉化為N是吸熱反應,所以N的能量高,不穩定;
(2)*醇燃燒生成CO2(g)和H2(g)屬於不完全燃燒,放出的熱量少,故a<238.6;
(3)有1mol Cl2參與反應時釋放出145kJ熱量,2mol*氣反應放熱290kJ,注物質聚集狀態和對應反應焓變寫出熱化學方程式;
(4)所給反應中轉移12個電子,故每轉移1mol電子放出的熱量為=98kJ;
(5)先根據反應物和生成物書寫化學方程式,根據蓋斯定律計算反應的焓變,最後根據熱化學方程式的書寫方法來書寫熱化學方程式;
(6)化學反應中,化學鍵斷裂吸收能量,形成新化學鍵放出能量,根據方程式計算分別吸收和放出的能量,以此計算反應熱並判斷吸熱還是放熱。
【詳解】(1)有機物M經過太陽光光照可轉化為N的關係是吸收能量,則N能量高,比M活潑,較穩定的化合物為M;
(2)*醇燃燒生成CO2(g)和H2(g)屬於不完全燃燒,放出的熱量少,所以a<726.5,故*為:<;
(3)有1mol Cl2參與反應時釋放出145kJ熱量,2mol*氣反應放熱290kJ,反應的熱化學方程式為:2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)═4HCl(g)+CO2(g)△H=-290kJ•mol-1 ;
(4)4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)═2Al2O3(s)+3TiC(s)△H=-1176kJ•mol-1,轉移12mol電子放熱1176kJ,則反應過程中,每轉移1mol電子放熱98.0 kJ;
(5)已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566 kJ·mol-1
③TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g) ΔH3=+141 kJ·mol-1
根據蓋斯定律,由①2-②+③得反應TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的 ΔH=ΔH12-ΔH2+ΔH3=—80 kJ·mol-1;
(6)在反應N2+3H2⇌2NH3中,斷裂3molH-H鍵,1mol N三N鍵共吸收的能量為:3×436kJ+946kJ=2254kJ,生成2mol NH3,共形成6mol N-H鍵,放出的能量為:6×391kJ=2346kJ,吸收的熱量少,放出的熱量多,該反應為放熱反應,放出的熱量為:2346kJ-2254kJ=92kJ,則N2(g)與H2(g)反應生成NH3(g)的熱化學方程式為: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.0 kJ·mol-1。
【點睛】本題考查了化學反應能量變化,燃燒熱概念分析判斷,氧化還原反應電子轉移的計算應用,掌握基礎是解題關鍵,注意燃燒熱是1mol物質完全燃燒生成穩定氧化物放出的熱量。
知識點:化學的反應中的物質變化和能量變化單元測試
題型:填空題