110kJ/mol。
试计算混合气体中的体积分数。为使题严密,应补充什么限制条件? 132.在298K下,下列反应的?rHm?依次为:
-
C8H18(g)+25/2O2(g)→8CO2(g)+9H2O(l);?1Hm?=-5512.4kJ·mol1
-
C(石墨)+O2(g)→CO2(g);?2Hm? =-393.5kJ·mol1
-
H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l);?3Hm? =-285.8 kJ·mol1
-1-1
正辛烷、氢气和石墨的标准熵分别为:463.7,130.6,5.694J·K·mol。 设正辛烷和氢气为理想气体,问:
(1)298K下,由单质生成1mol正辛烷的反应的平衡常数Kp?;给出计算过程。 (2)增加压力对提高正辛烷的产率是否有利?为什么? (3)升高温度对提高产率是否有利?为什么? (4)若在298K及101.325kPa下进行,平衡混合物中正辛烷的摩尔分数能否达到0.1? (5)若希望正辛烷在平衡混合物中的摩尔分数达到0.5,则在298K时,需要多大的压力才行?给出计算过程。
133.已知:原电池H2(g)|NaOH(aq)|HgO(s),Hg(l)在298.15K下的标准电动势E?=0.926V
反应H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △rGm?(298K)=-237.2kJ·mol–1 物 质 Sm?(298K)/J·mol–1·K–1 Hg(l) 77.1 HgO(s) 73.2 O2(g) 205.0 (1)写出上述原电池的电池反应与电极反应(半反应)。
(2)计算反应HgO(s)=Hg(l)+1/2O2(g)在298.15K下的平衡分压p(O2)和△?
rHm(298.15K)。
(3)设反应的焓变与熵变不随温度而变,求HgO固体在空气中的分解温度。
134.二氧化硫是大气的主要污染物之一,是产生酸雨的罪魁祸首。大气中的二氧化硫大部分来自煤炭燃烧产生的烟气。为了减少二氧化硫对大气的污染,世界各国均大力研究“烟气脱硫”技术,开发了多种脱硫工艺,其中一种工艺是:向烟气中加入适量的氨气、水蒸气和氧气,使烟气中的二氧化硫转变为固相的硫酸按或亚硫酸铰,再将固相含硫化合物从烟气中分离出来。
有关物质的热力学数据如下(298.15K):
θ-θ--
物质 ΔfHm/kJ·mol1 Sm/kJ·K1·mol1
248.11 SO2(g) -296.83
H2O 188.72 -241.82
192.77 NH3(g) -45.90
0 205.03 O2(g)
240.64 (NH4)2SO3(s) -885.33
220.08 (NH4)2SO4(s) -1180.85
设气相反应为理想气体反应,反应的焓变和熵变在题给温度范围内不变。
(1)写出烟气中的二氧化硫生成亚硫酸铵(式1)和硫酸铵(式2)的化学反应方程式。
θ
(2)设反应在80℃进行,求生成(NH4)2SO3(s)和(NH4)2SO4(s)的ΔrGm和平衡常
第 21 页 共 29 页
数Kp。
(3)设反应装置的总压力为1个标准压力,气相中二氧化硫的含量为2%(体积),并按化学反应计量关系加入氨、水蒸气、氧等物质,实际脱硫反应在80℃下进行:
(A)若二氧化硫反应生成亚硫酸铵(s),其理论脱硫率为多少? (B)若二氧化硫反应生成硫酸铵(s),其理论脱硫率为多少?
(4)由所得结果,指出SO2按哪一种反应进行可以获得较高的脱硫率;分析促使反应向有利于高脱硫率方向进行的条件。
θ
第 22 页 共 29 页
参考答案(13)
1 A 2 C 3 D 4 D 5 D 6 A 7 D 8 B 9 B 10 D 11 C 12 C 13 D 14 B 15 C 16 A 17 C 18 D 19 D 20 C、D 21 C 22 A
23 4C3H5N3O9=6N2↑+12CO2↑+O2↑+10H2O 324 24 (1)P2O3 P2O5 2.75 3.55
(2)-(20X-Y)kJ/mol
(3)P(s)+O2(g)=P2O2(s);△H=-(20X-Y)kJ/mol 25 A 26 D 27 A 28 D 29 A 30 A 31 B 32 A
33 CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(1);ΔH=-890kJ/mol 890kJ/mol 34 B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l); △H=-2165kJ/mol 1016.5kJ 35 (1)C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l);△H=-2800kJ/mol (2)1560kJ 36 (1)2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l);ΔH=-1038kJ/mol
或CH4(g)+3/2O2(g)=CO(g)+2H2O(l);ΔH=-519kJ/mol (2)8CH4+15O2=6CO2+2CO+16H2O;化学计量数不能出现分数。
37 v(H2)%=50% v(CO)%=40% v(CO2)%=5% v(N2)%=5% 38 (1)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);△H=-286kJ/mol
(2)<
(3)283a kJ<Q<890akJ (4)284.5akJ<Q<586.5a kJ
39 (1)32 114 (2)9∶22∶1 CH3OH C8H18 (3)0.5 40 A
第 23 页 共 29 页
41 B 42 C 43 C 44 A
45 (1) (2)A、E F
46 (1)生成CaSO4沉淀有热效应
-+
(2)HSO4不是强酸,中和过程中电离有热效应 (3)Ca(OH)不是强碱,中和过程中电离有热效应
47 (1)减少实验过程中的热量损失
(2)偏小
(3)NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l);ΔH=40kJ/mol
(4)相等 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1mol H2O所放出的热量,与酸碱的用量无关 (5)偏小 偏小 48 (1)-53.3kJ/mol
(2)本实验方法测得的CH3COOH的中和热的实验值小于文献值,原因可能有以下三个方面:①量热计的保温瓶绝热效果不好;②酸碱溶液混合不迅速;③温度计不够精确等。
(3)因NaOH溶液易吸收CO2而使NaOH浓度下降,过量的碱能保证CH3COOH完全被中和,从而提高实验准确度。
(4)HCl;CH3COOH是弱酸,只是少部分电离,发生电离时要吸热,中和时放热较少。
49 (1)47.3
(2)原因是CH3COOH的电离为吸热反应,且反应后生成的CH3COONa水解也要吸收热量 (3)△H1>△H3>△H2 50 (1)③①②④
(2)在第一次使用温度计后,用相同温度的蒸馏水将其冼净 (3)NaOH(aq)+HCl(aq)=Na(aq)+H2O(1);△H=-56.8kJ/mol (4)A、C
(5)偏小 中和过程中,醋酸和一水合氨不断电离,吸收热量,导致实验结果偏小。 51 D 52 C 53 B 54 A 55 A 56 D 57 B 58 B 59 B 60 D 61 C 62 C 63 D 64 A、C 65 A、D 66 A 67 A
第 24 页 共 29 页
68 D
69 -74.85kJ/mol 对于一些很难用实验方法直接测定热量的化学反应的反应热可得用
“盖斯定理”间接测定
70 N2H4(g)+NO2(g)=3/2N2(g)+2H2O(g)+567.9kJ;
N2H4(g)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g)+1126kJ。 71 △H 5=△H1+△H 2+△H 3+△H 4
72 38.2kJ/mol
73 A 74 A 75 C 76 B 77 B 78 BC 79 D
80 △H=7.28kJ/mol
81 石墨比金刚石能量低,石墨转化为金刚石需吸收1.9kJ/mol的热量 82(1)①减小 ②增大 ③增大 (2)变小,增加,降低,增
?4CO2(g)+6H2(g)ΔH=-3119.6kJ/mol; 83 (1)2C2H6(g)+7O2(g)???(2)72%
(3)烷烃分子中每增加一个CH2,燃烧热平均增加660kJ/mol左右
84 (2)式-(1)式:N2O=N2+1/2O2 ΔH=-0.94 kJ/g N2O或-41.4 kJ/mol 这个热
反应方程式是N2O分解热。 (3)式-(2)式:(CH2)n+3/2nO2=nCO2+nH2O ΔH=-2.82 n kJ/g或676.8nkJ/mol 这个热反应方程式是 (CH2)n的燃烧热。 85 (1)C2H4O2;
(2)HO—CH=CHOH;CH3COOH;HCOOCH3;C(OH)2=CH2;HO—CH2CHO; (3)HCOOCH3;
(4)-926.4kJ/mol×1mol=-393.5kJ/mol×n(C)+(-241.8kJ/mol×n(H)/2-(-344.2kJ/mol)×1mol=-393.5kJ/mol×2mol-241.8kJ/mol×2mol-(-344.2kJ/mol)×1mol=-926.4kJ。结论正确。
86 (1)
(2)非金属元素氢化物越稳定,ΔH越小,反之亦然 (3)H2Se(g)=Se(s)+H2(g);ΔH=-81kJ/mol 87 (1)热能 小于 放热
-
(2)434 kJ·mol1
-
(3)FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g);ΔH=-11 kJ·mol1
88 (1)最稳定单质为石墨。因为石墨的标准生成热为零,根据标准生成热的定义可得
(2)石墨转化成金刚石要高温高压。因金刚石的密度大于石墨的密度,高压有利于转化;又因金刚石的标准生成热为正,石墨转化成金刚石要吸热,高温有利
(3)石墨转化成C60要高温低压。因石墨转化成C60要吸热,高温有利;又因C60密
第 25 页 共 29 页
点燃