分析 (1)依據(jù)1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出286KJ熱量寫出熱化學方程式,標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應焓變;
(2)根據(jù)不同聚集狀態(tài)的水的能量不同,進行判斷1molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣放出的熱量;
(3)利用極限法計算;
(4)CO2氣體和水的物質(zhì)的量相等,利用討論法計算.
(5)①共價化合物的電子式由對應原子的電子式組成,并要表示出兩原子之間的共用電子對情況;
②反應A中,4mol HCl被氧化,放出115.6kJ的熱量,依據(jù)熱化學方程式書寫方法,標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應焓變寫出;
③反應熱△H=反應物總鍵能-生成物的總鍵能,據(jù)此計算H-O鍵與H-Cl鍵的鍵能差,進而計算斷開1mol H-O鍵與斷開1mol H-Cl鍵所需能量差;
④ⅰ在其他條件不變時,O2的量越大,HCl的轉(zhuǎn)化率越大;
ⅱ依據(jù)化學平衡三段式列式計算得到;
(6)由實驗測得該反應的△H=+50.5 kJ•mol-1,可知該反應是吸熱反應,則反應物的總能量低于生成物的總能量,又依據(jù)活化能Ea=90.4 kJ•mol-1,Ea-△H<50.5kJ•mol-1;
由于該反應是一個分解反應,所以是一個混亂度增加(熵增)的反應,△S>0;而該反應又是一個吸熱反應,△H>0,結(jié)合△G=△H-T△S判斷.
解答 解:(1)1molH2在O2中完全燃燒,生成1mol液態(tài)水,放出286kJ熱量,表示H2燃燒熱的化學方程式為:H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(l)△H=-286kJ•mol-1,
故答案為:H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(l)△H=-286kJ•mol-1;
(2)水由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時要放出熱量,由于1mol CH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出890KJ熱量,則1mol CH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣,放出的熱量小于890kJ,
故答案為:<;
(3)amol全部是CO,放出熱量為283a kJ;
同理,amol全部是CH4,放出熱量為890a kJ;amol全部是H2,放出熱量為286a kJ;
故將將amol CH4、CO和H2的混合氣體完全燃燒生成氣體和液態(tài)水,放出熱量Q的取值范圍是:283a kJ<Q<890akJ.
故答案為:283a kJ<Q<890akJ;
(4)生成的CO2和液態(tài)H2O的物質(zhì)的量相等,還用假設分析,有以下幾種可能
①若無CO,生成的CO2和液態(tài)H2O的物質(zhì)的量不相等,故不合題意
②若無H2,可能是CO和CH4各為$\frac{a}{2}$mol,
放出的熱量(Q)=$\frac{a}{2}$×(283+890)=586.5a kJ,
③若無CH4,可能是CO和H2各為$\frac{a}{2}$mol,
放出的熱量(Q)=$\frac{a}{2}$×(283+286)=284.5a kJ,
若無兩種氣體均不可能,
所以放出的熱量(Q)的取值范圍為:284.5a kJ<Q<586.5a kJ
故答案為:284.5a kJ<Q<586.5a kJ;
(5)①H2O是共價化合物,是由原子和氫原子形成共價鍵,電子式為,故答案為:;
②依據(jù)反應A中,4mol HCl被氧化,放出115.6kJ的熱量,反應的熱化學方程式為:4HCl(g)+O2(g)?2Cl2(g)+2H2O(g)△H=-115.6 KJ/mol,
故答案為:4HCl(g)+O2(g)?2Cl2(g)+2H2O(g)△H=-115.6 KJ/mol;
③E(H-O)、E(HCl)分別表示H-O鍵能、H-Cl鍵能,反應A中,4mol HCl被氧化,放出115.6kJ的熱量,反應熱△H=反應物總鍵能-生成物的總鍵能,故:4×E(H-Cl)+498kJ/mol-[2×243kJ/mol+4×E(H-O)]=-115.6kJ/mol,整理得,4E(H-Cl)-4E(H-O)=-127.6kJ/mol,即E(H-O)-E(HCl)=31.9kJ/mol,
故斷開1mol H-O鍵與斷開1mol H-Cl鍵所需能量相差約為31.9kJ/mol×1mol=31.9kJ≈32kJ,所以H2O中H-O 鍵比HCl中H-Cl鍵強;
故答案為:32;強;
④ⅰ在其他條件不變時,O2的量越大,HCl的轉(zhuǎn)化率越大,由此可確定a為6:1,b為4:1,c為2:1,d為1:1,故答案為:4:1;
ⅱ由圖可讀出投料比為2:1、溫度為400℃時,HCl的轉(zhuǎn)化率為80%,設投入的HCl為2 mol,O2為1 mol,由此可建立三段式:
4HCl+O2=2Cl2+2H2O
n(起始)/mol 2 1 0 0
n(轉(zhuǎn)化)/mol 1.6 0.4 0.8 0.8
n(平恒)/mol 0.4 0.6 0.8 0.8
所以平衡混合氣中Cl2的物質(zhì)的量分數(shù)=$\frac{0.8mol}{0.4mol+0.6mol+0.8mol+0.8mol}$×100%=30.8%,
故答案為:30.8%;
(6)由實驗測得該反應的△H=+50.5 kJ•mol-1,可知該反應是吸熱反應,則反應物的總能量低于生成物的總能量.可排除能量關(guān)系圖B和C,又依據(jù)活化能Ea=90.4 kJ•mol-1,Ea-△H<50.5kJ•mol-1,能量關(guān)系圖A中Ea-△H>50.5 kJ•mol-1,Ea與△H的比例不對,而能量關(guān)系圖D是合理的;由于該反應是一個分解反應,所以是一個混亂度增加(熵增)的反應,△S>0;而該反應又是一個吸熱反應,即△H>0,由△G=△H-T△S可知,所以該反應在較高溫度下有利于自發(fā)進行;
故答案為:D;>;較高.
點評 本題是道綜合題,涉及熱化學方程式、熱化學方程式書寫,化學鍵鍵能和焓變關(guān)系計算,圖象分析判斷、化學反應轉(zhuǎn)化率計算,題目難度中等.
科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 3.2g銅與足量稀硝酸反應過程中轉(zhuǎn)移電子0.1NA | |
B. | 35.5g超氧化鉀(KO2)所含的陰離子的數(shù)目為NA | |
C. | 標準狀況下將0.5molSO2氣體與0.5molH2S氣體混合后,氣體的分子總數(shù)為NA | |
D. | 6g二氧化硅中含Si-O鍵數(shù)為0.2NA |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | ②③ | B. | ①②⑤ | C. | ②③⑥ | D. | ①③④ |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 溴乙烷與NaOH水溶液混合加熱后,經(jīng)冷卻,加入硝酸銀溶液有淡黃色沉淀 | |
B. | 淀粉在硫酸作用下水解得到葡萄糖,再加入新制銀氨溶液并水浴加熱,可得銀鏡 | |
C. | 檢驗溴乙烷消去產(chǎn)物中的乙烯,可將反應逸出的氣體直接通入酸性KMnO4溶液中 | |
D. | 通過核磁共振氫譜的方法,可以檢驗出溴乙烷在NaOH水溶液中水解的產(chǎn)物有乙醇生成 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 充分的洗滌燃煤,除去燃煤表面的灰塵 | |
B. | 加快我國由“燃煤”時代進入到“油氣”時代的步伐 | |
C. | 采用催化轉(zhuǎn)換技術(shù)將汽車尾氣中的NO2和CO轉(zhuǎn)化為無毒氣體 | |
D. | 處理NO2的一種方法是利用甲烷催化還原NO2,若CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-512kJ•mol-1,則1g甲烷處理NO2需要放出16kJ的熱量 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 86 | B. | 136 | C. | 50 | D. | 222 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 薩羅的分子式為C13H10O3 | |
B. | 丁子香酚和薩羅均能與氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應 | |
C. | 丁子香酚與濃溴水只發(fā)生取代反應 | |
D. | 薩羅和丁子香酚均能發(fā)生氧化反應 |
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科目:高中化學 來源: 題型:多選題
A. | 金剛石和石墨 | B. | mnX和wnX | ||
C. | 質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的微粒 | D. | 11H和21H |
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