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2024届高三新高考化学大一轮专题训练---化学反应热的计算
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2024届高三新高考化学大一轮专题训练---化学反应热的计算
一、单选题
1.(2023·全国·高三专题练习)已知几种物质之间的能量关系如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.使用合适催化剂,不能减小反应的焓变
B.(g)+H2(g)= 中,热能转化为产物内部的能量
C.(g)+ H2(g)= (g)
D. (g)+H2(g)= ,反应物的总能量高于生成物的总能量
2.(2022春·山东潍坊·高三统考期中)反应是氢能源应用的重要途径,反应过程中的能量变化关系如图所示(a、b、c、d都大于0)。下列说法错误的是
A.断裂2mol H-H键和lmol O=O键吸收的能量为a kJ
B.燃烧生成气态水的热化学方程式可表示为: △H=-(b-a)
C.1mol (l)→1mol (g)吸收kJ的能量
D.表示的燃烧热的热化学方程式为 △H=-d
3.(2023春·江苏盐城·高三江苏省阜宁中学校考阶段练习)下列关于热化学方程式和反应的热效应的叙述中,正确的是
A.已知 ; ,则
B.一定条件下,将和置于密闭的容器中充分反应生成放热,则热化学方程式为
C.已知氢气的热值为,则
D.已知C(s,石墨)=C(s,金刚石),则石墨比金刚石更稳定
4.(2023春·甘肃张掖·高三高台县第一中学校考期中)分析表中的3个热化学方程式,下列说法错误的是
2022年北京冬奥会“飞扬”火炬的燃料
H2
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-484kJ•mol-1
2008年北京奥运会“祥云”火炬的燃料
C3H8
②C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2039kJ•mol-1
③2C3H8(g)+7O2(g)=6CO(g)+8H2O(g) ΔH=-2380kJ•mol-1
A.3CO(g)+7H2(g)=C3H8(g)+3H2O(g) ΔH=-504kJ•mol-1
B.等质量的氢气与丙烷相比较,充分燃烧时,氢气放热更多
C.3CO2(g)+10H2(g)=C3H8(g)+6H2O(g) ΔH=-381kJ•mol-1
D.丙烷的燃烧热为-2039kJ•mol-1
5.(2023秋·陕西商洛·高三统考期末)已知部分键能数据如下:
化学键
N-H
Cl-Cl
H-Cl
946
389
243
431
反应 ,下列有关说法正确的是
A. B.HCl比稳定
C.N—N键的键能约为 D.断裂1mol N—H键放出389 kJ能量
6.(2023春·辽宁朝阳·高三统考期末)化学反应放出或吸收的能量称为反应热。反应热()又因化学反应的分类给予不同的名称。如我们学过的燃烧热,又如由稳定单质化合生成1mol纯物质的热效应称为生成热,断裂化学键时,所吸收的能量称为键能。如图分别表示水与二氧化碳各1mol时分解能量变化情况(单位:kJ)。下列说法正确的是
A.的生成热:
B.的燃烧热:
C.O—H键的键能:
D.
7.(2023·全国·高三专题练习)如表所示是有关物质中的化学键断裂时吸收的能量:
据此判断,下列热化学方程式的书写正确的是
A.
B.
C.
D.
8.(2023秋·北京房山·高三统考期末)反应经过以下两步基元反应完成,反应过程中的能量变化如图所示:
i. 慢 ii. 快
下列说法不正确的是
A.
B.因为中断裂化学键吸收能量,所以
C.总反应的速率由反应i决定
D.断裂中的化学键吸收的能量大于断裂和中的化学键吸收的总能量
9.(2023春·河北保定·高三河北省唐县第一中学校考阶段练习)由甲醇制备二甲醚涉及如下反应:
(1)2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g) △H1;
(2) 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2。
下列说法正确的是
A.△H1<△H2
B.反应(2)为吸热反应
C.C2H4(g)+H2O(g)CH3OCH3(g) △H=-5.2kJ•mol-1
D.相同条件下,CH3OCH3(g)比C2H4(g)稳定
10.(2023秋·湖北十堰·高三统考期末)合成氨原料中的H2可用甲烷在高温条件下与水蒸气反应制得。已知H2(g)、CO(g)、CH4(g)的燃烧热(△H)分别为-285.8 kJ/mol、-283.0 kJ/mol、-890.3 kJ/mol,且H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ/mol。下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
11.(2022秋·四川成都·高三石室中学校考期中)甲烷与氯气发生取代反应分别生成1mol相关有机物的能量变化如图所示,已知Cl−Cl、C−Cl键能分别为243 kJ∙mol−1、327 kJ∙mol−1,下列说法不正确的是
A.CH4(g)+Cl•(g)→CH3•(g)+HCl(g) ΔH=−15 kJ∙mol−1
B.CH4与Cl2的取代反应是放热反应
C.ΔH4≈ΔH3≈ΔH2≈ΔH1,说明CH4与Cl2的四步取代反应,难易程度相当
D.1molCH4(g)的能量比1molCH2Cl2(g)的能量多197kJ
12.(2023·全国·高三专题练习)在一定条件下,Xe(g)与F2(g)反应生成XeFn(g)(n=2,4,6)的平衡气体。550K时主要为XeF6(g),850K时主要为XeF4(g),高温时生成XeF2(g)。其变转化关系如下:
下列说法不正确的是
A.∆H1<0,∆H5<0 B.∆H3=∆H5-∆H4
C.∆H3>0 D.∆H1-∆H3=∆H4-∆H6
13.(2023秋·四川内江·高三统考期末)关于如图所示转化关系(代表Cl、Br、I),下列说法错误的是
A.
B.,
C.越小,越稳定
D.若分别是、、,则依次减小
二、多选题
14.(2023秋·浙江·高三期末)HCl(g)溶于大量水的过程放热,循环关系如图所示,下列说法不正确的是
A.△H2+△H3+△H4+△H5+△H6>0
B.△H5<0,△H6<0
C.△H3-△H4>0
D.若将循环图中Cl元素改成Br元素,相应的△H2(Br)<△H2(Cl)
三、非选择题
15.(2022秋·河南焦作·高三温县第一高级中学校考阶段练习)回答下列问题:
(1)丙烷(C3H8)热值较高,污染较小,是一种优良的气态燃料。如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1molH2O(l)过程中的能量变化图,写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式: 。
(2)已知:C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-572kJ·mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H3=-2598kJ·mol-1
根据盖斯定律,计算298K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1molC2H2(g)反应的焓变:△H= 。
(3)已知25℃、101kpa时,一些物质的燃烧热为:
化学式
CO(g)
H2(g)
CH3OH(l)
△H/(kJ/mol)
-283.0
-285.8
-726.5
完成CO和H2生成CH3OH的热化学方程式 。
(4)已知3.6g碳在6.4g的氧气中燃烧,至反应物耗尽,放出xkJ热量。已知单质碳的燃烧热为ykJ/mol,则1molC与O2反应生成CO的反应热△H为 kJ•mol-1。
16.(2021·吉林长春·东北师大附中校考一模)工业废水中过量的氨氮(和)会导致水体富营养化,其氨氮总量的检测和去除备受关注。
(1)氨氮总量检测
利用氨气传感器检测水体中氨氮含量的示意图:
若利用氨气传感器将1L水样中的氨氮完全转化为N2时,转移电子的物质的量为,则水样中氨氮(以氨气计)含量为 mg/L。
(2)氧化法处理氨氮废水
①写出酸性条件下氧化为氮气的离子反应方程式 。
②为研究空气对氧化氨氮的影响,其他条件不变,仅增加单位时间内通入空气的量,发现氨氮去除率几乎不变。其原因可能是 (填字母)。
a.的氧化性比弱 b.氧化氨氮速率比慢 c.空气中的进入溶液中
(3)传统的生物脱氮机理认为:脱氮过程一般包括氨化[将含氮有机物转化为氨氮(、)、硝化和反硝化三个过程。
①硝化过程:废水中的氨氮(、)在硝化菌(好氧自养型微生物)的作用下被转化为和的过程。其中硝化过程的主要反应原理有:
反应1
反应2
反应3
则x= 。
②反硝化过程:若在缺氧环境和反硝化菌的作用下,向某含的酸性废水中加入适量的甲醇,能实现“反硝化”过程,并产生两种对环境无污染的气体;写出该过程的离子反应方程式: 。
(4)新型生物脱氮工艺可将硝化过程中的产物控制在阶段,防止生成,该工艺的优点 。
17.(2021秋·浙江台州·高三校联考期中)回答下列问题:
(1)在微生物作用的条件下,NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如下:
①第一步反应是 (填“放热”或“吸热”)反应,判断依据是 。
②1mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是 。
(2)已知:
① △H=-566kJ·mol-1
② △H=-226 kJ·mol-1
则CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时,消耗CO的物质的量为 。
(3)已知 △H=-72kJ·mol-1,蒸发1ml Br2(l)需要吸收的能量为30kJ,其他相关数据如下表:
物质
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ
436
200
a
则表中a= 。
18.(2021秋·黑龙江牡丹江·高三牡丹江市第三高级中学校考阶段练习)盖斯定律是人们研究热化学的重要工具和方法。
(1)已知1molSi固体中有2molSi—Si键,1molO2中有1molO=O键,1molSiO2固体中有4molSi-O键。某些化学键键能(1mol化学键断裂需要吸收的能量)数据如下:
化学键
Si—O
Si—Si
O=O
键能(kJ·mol-1)
460
176
498
根据化学键数据写出Si(s)在O2中完全燃烧生成SiO2的热化学方式: 。
(2)肼(N2H4)通常作为火箭的燃料。已知3.2g液态肼在O2(g)中完全燃烧,生成N2(g)和H2O(l),放出62.2kJ热量,写出上述反应的热化学方程式:
(3)煤加工的重要手段是煤的气化,如用煤合成水煤气的原理为C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) △H。
已知: C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.35 kJ·mol-1
CO(g) +O2(g)=CO2(g) △H=-283.0 kJ·mol-1
求:①完全燃烧放出的热量为 kJ。
②C(s)+ H2O(g)= CO(g) +H2(g) △H= 。
参考答案:
1.B
【分析】本题中图像的纵坐标为“能量”,即纵坐标越高,物质具有的能量越大。依据盖斯定律,可计算出物质转化间的反应热。
【详解】A.使用合适催化剂可降低反应的活化能,但不能减小反应的焓变,A正确;
B.由图像中, ΔH=119.6kJ/mol-237.1kJ/mol=-117.5kJ/mol,则产物内部的能量转化为热能,B错误;
C. ΔH=237.1kJ/mol-208.4kJ/mol=+28.7kJ/mol ,C正确;
D. ΔH=-119.6kJ/mol,反应为放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,D正确;
故选B。
2.D
【详解】A.根据图中信息可知,△H=+a,故断裂2mol H-H键和lmol O=O键吸收的能量为a kJ,选项A正确;
B.根据图中信息可知,燃烧生成气态水的热化学方程式可表示为: △H=-(b-a),选项正确;
C.图中显示2mol (l)→2mol (g) △H=+c,故1mol (l)→1mol (g)吸收kJ的能量,选项C正确;
D.表示的燃烧热的热化学方程式应以1mol氢气表示,故为 △H=-,选项D错误;
答案选D。
3.D
【详解】A.已知 ; ,碳完全燃烧放热多,故则,A错误;
B.该反应为可逆反应,没有明确氮气和氢气的反应的物质的量,不能计算其反应热,B错误;
C.已知氢气的热值为,则 ,C错误;
D.C(s,石墨)=C(s,金刚石) ,说明石墨的能量低,能量低的物质更稳定,则石墨比金刚石更稳定,D正确;
故选D。
4.D
【详解】A.根据盖斯定律,①×-③可得3CO(g)+7H2(g)=C3H8(g)+3H2O(g) ΔH=(-484) ×-(-2380)=-504kJ/mol,故A正确;
B.由2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-484kJ/mol可知4g氢气反应放出484kJ热量,由C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2039kJ/mol可知44g丙烷反应放出2039kJ热量,则4g丙烷反应放出185.4kJ热量,因此等质量的氢气与丙烷相比较,充分燃烧时,氢气放热更多,故B正确;
C.根据盖斯定律,①×5-②可得3CO2(g)+10H2(g)=C3H8(g)+6H2O(g) ΔH=5×(-484kJ/mol)-(- 2039kJ/mol)=-381kJ/mol,故C正确;
D.丙烷的燃烧热是指1mol丙烷完全燃烧生成二氧化碳与液态水放出热量,C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2039kJ/mol为生成气态水,则丙烷的燃烧热不是2039kJ/mol,故D错误;
故选D。
5.B
【详解】A.,A错误;
B.由化学键的键能可推知HCl比稳定,B正确;
C.是由一个σ键和2个π键构成,N-N键的键能不能由的键能除以3,C错误;
D.断裂1mol N—H键吸收389 kJ能量,D错误;
故选B。
6.D
【详解】A.氢气、氧气生成水为放热反应,焓变为负值,的生成热:,故A错误;
B.的燃烧热是1molCO完全燃烧生成二氧化碳放出的热量:,故B错误;
C.根据图示,H-H键的键能为436、O=O键的键能为494,,焓变=反应物总键能-生成物总键能,O—H键的键能:,故C错误;
D.①
②
根据盖斯定律①+②得 ,故D正确;
选D。
7.B
【详解】A.忽视了生成物为),且反应热不对,选项A错误;
B.,选项B正确;
C.化学计量数变为原来的,而的数值未变,正确为=+4.35kJ/mol,选项C错误;
D.反应物不是固态,而是气态,选项D错误;
答案选B。
8.B
【详解】A.根据盖斯定律可知两个基元反应相加得反应2HI(g)⇌H2(g)+I2(g),DH=DH1+DH2,故A正确;
B.ⅰ中HI断裂化学键吸收能量,形成H2成键要放出能量,所以∆H1要比较吸收能量和放出能量的相对多少,故B错误;
C.反应的快慢由慢反应决定,故总反应的速率由反应i决定,故C正确;
D.反应2HI(g)⇌H2(g)+I2(g) ΔH>0,说明断裂2molHI(g)中的化学键吸收的能量大于断裂1molH2(g)和1molI2(g)中的化学键吸收的总能量,故D正确;
故答案为B。
9.A
【详解】A.根据题图可知,,,则,,A正确;
B.反应(2)反应物的总能量大于生成物的总能量,故为放热反应,B错误;
C.根据盖斯定律,由反应(2)-反应(1)可得反应,则,C错误;
D.和的总能量小于的能量,故相同条件下,比稳定,D错误;
故选D。
10.A
【分析】根据已知H2(g)、CO(g)、CH4(g)的燃烧热可得表示物质燃烧热的热化学方程式:①H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8 kJ/mol,②CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283.0 kJ/mol,③CH4(g)+2 O2(g)= CO2(g) +2H2O(l) △H=-890.3 kJ/mol,然后结合④H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ/mol,利用盖斯定律,将热化学方程式叠加,可得相应反应的热化学方程式,并进行判断。
【详解】根据已知H2(g)、CO(g)、CH4(g)的燃烧热可得表示物质燃烧热的热化学方程式:①H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8 kJ/mol,②CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283.0 kJ/mol,③CH4(g)+2 O2(g)= CO2(g) +2H2O(l) △H=-890.3 kJ/mol,及④H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ/mol,根据盖斯定律,将热化学方程式④+③-②-①×3,整理可得 ,故合理选项是A。
11.D
【详解】A.CH4(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+HCl(g) ΔH=−99 kJ∙mol−1,CH4(g)+Cl•(g)→CH3•(g)+HCl(g)在CH4(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+HCl(g)的基础上没有断裂Cl−Cl,没有形成C−Cl,只断裂一个C−H,形成H−Cl,因此ΔH=E(C−H)+ 243 kJ∙mol−1−327 kJ∙mol−1−E(H−Cl)= −99 kJ∙mol−1,则CH4(g)+Cl•(g)→CH3•(g)+HCl(g) ΔH= E(C−H)−E(H−Cl) =−15 kJ∙mol−1,故A正确;
B.根据图中信息得到CH4与Cl2的取代反应是放热反应,故B正确;
C.ΔH4≈ΔH3≈ΔH2≈ΔH1,说明CH4与Cl2的四步取代反应,由于断键断裂C−H,形成C−Cl和H−Cl,四步反应的难易程度相当,故C正确;
D.根据图中1molCH4(g)和1mol Cl2(g)的能量比1molCH2Cl2(g)和1molHCl(g)的能量多197kJ,故D错误。
综上所述,答案为D。
12.C
【详解】A.大多数化合反应是放热反应,所以∆H1<0,∆H2<0,∆H3<0,∆H4<0,∆H5<0,∆H6<0,A正确;
B.由Xe(g)→XeF6(g),还有1个途径:Xe(g)→XeF4(g)→XeF6(g),根据盖斯定律,则有∆H5=∆H4+∆H3,B正确;
C.大多数化合反应是放热反应,所以∆H1<0,∆H2<0,∆H3<0,∆H4<0,∆H5<0,∆H6<0,C错误;
D.由Xe(g)→XeF6(g),还有2个途径:Xe(g)→XeF4(g)→XeF6(g)∆H=∆H4+∆H3,Xe(g)→XeF2(g)→XeF6(g)∆H=∆H1+∆H6,根据盖斯定律,则有Xe(g)→XeF4(g)→XeF6(g)∆H=∆H4+∆H3=∆H1+∆H6,即∆H1-∆H3=∆H4-∆H6,D正确;
答案选C。
13.D
【详解】A.根据盖斯定律可知,,A正确;
B.化学键断裂过程种吸热,,化学键形成的过程为放热,,B正确;
C.反应热等于反应中断裂旧化学键消耗的能量之和与反应中形成新化学键放出的能量之和的差,Cl、Br、I的原子半径依次增大,Cl2、Br2、I2断键需要的能量减小,途径Ⅰ生成HX放出的热量依次减小,说明HX越不稳定,即越小,HX越温度,C正确;
D.途径Ⅲ为化学键的形成,释放能量,对应HX越不稳定,释放能量越小,X按Cl、Br、I的顺序,依次增大,D错误;
故答案为:D。
14.AD
【分析】结合转化过程,HCl(g)转化为H(g)、Cl(g)吸收能量,H(g)H+(g)、Cl(g)Cl-(aq)放出热量,H+(g)→H+(aq)、Cl-(g)→Cl-(aq)放出热量,据此分析。
【详解】A.由盖斯定律可知,△H2+△H3+△H4+△H5+△H6=△H1,HCl(g)=H+(aq)+Cl-(aq)是放热反应,△H1<0,△H2+△H3+△H4+△H5+△H6<0,故A错误;
B.H+(g)→H+(aq)是放热反应,△H5<0;Cl-(g)→Cl-(aq)是放热反应,△H6<0,故B正确;
C.H原子非金属性小于CI原子,H更加容易失去电子,则△H3>△H4,△H3-△H4>0,故C正确;
D.Cl的非金属性大于Br,放热反应焓变为负值,则△H2(Br) >△H2(Cl),故D错误;
故选AD。
15.(1)C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H1=-2215.0kJ/mol
(2)△H=227kJ/mol
(3)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H=-128.1kJ•mol-1
(4)-(5x-0.5y)
【解析】(1)
由图可知,反应物总能量大于生成物总能量,该反应为放热反应;一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1molH2O(l),放出热量为553.75kJ,所以1molC3H8(g)完全燃烧,生成4mol H2O(l)时,放出的热量为4×553.75kJ=2215.0kJ,表示丙烷燃烧热的热化学方程式:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H1=-2215.0kJ/mol;
(2)
①C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-572kJ·mol-1
③2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H3=-2598kJ·mol-1
根据盖斯定律,①×2+②×-③×可得:2C(s,石墨)+H2(g)= C2H2(g) △H=2△H1+△H2- △H3=2×(-393)+ ×(-572)- ×(-2598)= 227kJ/mol;
(3)
一氧化碳燃烧的热化学方程式:①CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H1=-283.0kJ·mol-1
氢气燃烧的热化学方程式:②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ·mol-1
甲醇燃烧的热化学方程式:③CH3OH(l) +O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H3=-726.5kJ·mol-1
根据盖斯定律:①+②-③可得:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H=-283.0+(-571.6)-( -726.5)=-128.1kJ•mol-1;
(4)
3.6g碳的物质的量为=0.3mol,6.4g氧气的物质的量为=0.2mol;根据氧气不足:2C+O22CO,氧气足量:C+O2CO2分析,n(C):n(O2)=3:2,介于2:1与1:1之间,上述反应都发生;设生成CO为xmol,CO2为ymol;根据碳元素守恒:x+y=0.3,根据氧元素守恒:x+2y=0.2×2,联立方程解得x=0.2mol,y=0.1mol;单质碳的燃烧热为ykJ/mol,所以生成0.1molCO2放出热量为0.1ykJ,生成0.2molCO放出的热量为x kJ-0.1ykJ,由于碳燃烧为放热反应,所以△H的符号为“-”,故1molC与氧气反应生成CO的反应热△H=-=-(5x-0.5y) kJ·mol-1。
16.(1)3.4
(2) a、b
(3) -556.8
(4)节省进一步氧化所需要的耗氧量,同时减少了反硝化反应加入的甲醇
【解析】(1)
氨氮完全转化为N2,N元素化合价从-3升高到0价,得 ,若利用氨气传感器将1L水样中的氨氮完全转化为N2时,转移电子的物质的量为,则水样中氨氮(以氨气计)物质的量为、 含量为,则答案为:3.4。
(2)
①酸性条件下氧化为氮气,反应中,氮元素从-3价升高到0价、氯元素从+2价降低到-1价,则按得失电子数守恒、元素质量守恒、电荷守恒得:
离子反应方程式。
②为研究空气对氧化氨氮的影响,其他条件不变,仅增加单位时间内通入空气的量,发现氨氮去除率几乎不变,则:
a.的氧化性比弱,氧气没有参与反应,符合,a选;
b.氧化氨氮速率比慢,则对氨氮去除率几乎不影响,符合,b选;
c.空气中的难溶于水、氮气性质稳定不参与反应、不会进入溶液中,不符合,c不选;
选ab。
(3)
①其中硝化过程的主要反应原理有:
反应1
反应2
反应3
则按盖斯定律知,反应3=(反应1+反应2),则, ,则 x=-556.8。
②反硝化过程:若在缺氧环境和反硝化菌的作用下,在酸性条件下,与甲醇反应产生两种对环境无污染的气体为氮气和二氧化碳,反应中,碳元素从-2价升高到+4价、氮元素从+5价降低到0价,则按得失电子数守恒、元素质量守恒、电荷守恒得该过程的离子反应方程式:。
(4)
转变为是氧化过程、需要消耗氧气,使用甲醇进行反硝化时,等物质的量的所消耗的甲醇比的少,则新型生物脱氮工艺可将硝化过程中的产物控制在阶段、防止生成优点为:节省进一步氧化所需要的耗氧量,同时减少了反硝化反应加入的甲醇。
17.(1) 放热 反应物的总能量大于生成物的总能量 (aq)+2O2(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-346kJ·mol-1
(2)1mol
(3)369
【详解】(1)①由图可知反应物的总能量大于生成物的总能量,故为放热反应;
②根据盖斯定律可知
①
②;根据盖斯定律可知:①+②可得:(aq)+2O2(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-346kJ·mol-1;
(2)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-1①;Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+0.5O2(g) ΔH=-226kJ·mol-1②;根据盖斯定律可知:①+2×②得: ,当反应放出509kJ热量时有1molCO参与反应;
(3)H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)ΔH=-72kJ·mol-1①蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30kJ,Br2(l)= Br2(g) ΔH=30kJ·mol-1②,①-②得H2(g)+Br2(g)=2HBr(g) ΔH=-102kJ·mol-1,化学反应的焓变等于反应物的总键能-生成物的总键能,由表可知200+436-2a=-102,解得a=369;故答案为:369。
18.(1)Si(s)+O2(g)=SiO2(s) ΔH=-990kJ·mol-1
(2)N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622kJ/mol
(3) 196.75 +131.5kJ/mol
【解析】(1)
由表中数据可知Si(s) +O2(g) =SiO2(s) ΔH= (2×176+498-4×460 ) kJ/mol= -990kJ/mol,即热化学方程式为Si(s) +O2(g) =SiO2(s) ΔH= -990kJ·mol-1;
(2)
已知3.2g液态胼与足量氧气反应,生成氮气和水蒸气,放出62.2KJ的热量,则1mol液态肼完全反应生成氮气和水蒸气放出的热量为:62.2kJ×=622kJ,该反应的热化学方程式为:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622kJ/mol;
(3)
①根据C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1可以计算6g C (s)完全燃烧放出的热量:6gC(s )的物质的量为n===0.5mol,6g C (s完全燃烧放出的热量: Q=0.5mol×393.5kJ·mol-1=196.75kJ;
②I.C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5 kJ/mol,Ⅱ.CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-283.0 kJ/mol,Ⅲ.H2(g)+O2(g) =H2O(g) ΔH=-242.0kJ/mol,根据盖斯定律,Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ得:C(s) +H2O(g) =CO(g) +H2(g)ΔH=+131.5kJ/mol。
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