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题目
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(1)化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程,化学键的键能是形成(或拆开)1mol化学键时释放(或吸收)的能量.已知:N≡N键的键能是948.9kJ•mol-1,H-H键的键能是436.0kJ•mol-1;由N2和H2合成1molNH3时可放出46.2kJ的热量.N-H键的键能是______.
(2)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义.有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定.现根据下列3个热化学反应方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-24.8kJ•mol-1
3Fe2O3(s)+CO(g)═2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=-47.2kJ•mol-1
Fe3O4(s)+CO(g)═3FeO(s)+CO2(g)△H=+640.5kJ•mol-1
写出CO气体还原FeO固体得到Fe 固体和CO2气体的热化学反应方程式:______.
答案
(1)N2和H2合成NH3的方程式为:N2+3H2
魔方格
2NH3,由N2和H2合成1molNH3时可放出46.2kJ的热量,则生成2mol放出的热量为2×46.2kJ=92.4kJ,
1molN2和3molH2反应断裂化学键需要吸收的能量为:1mol×948.9kJ•mol-1+3×436.0kJ•mol-1=2256.9kJ,
N-H键的键能为x,形成2molNH3需要形成6molN-H键,则形成6molN-H键放出的能量为6x,
则6mol×x-2256.9kJ=92.4kJ,
x=391.6kJ/mol,
故答案为:391.6kJ/mol;
(2)已知:①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-24.8kJ•mol-1
②3Fe2O3(s)+CO(g)═2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=-47.2kJ•mol-1
③Fe3O4(s)+CO(g)═3FeO(s)+CO2(g)△H=+640.5kJ•mol-1
CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的方程式为:CO+FeO=CO2+Fe,
则利用盖斯定律,将
3×①-②-2×③
6

可得:CO(g)+FeO(s)=CO2(g)+Fe(s);
△H=
3×(-24.8kJ/mol)-(-47.2kJ/mol)-2×(+640.5kJ/mol)
6
=-218.0kJ/mol,
所以,该反应的热化学方程式为:CO(g)+FeO(s)=CO2(g)+Fe(s);△H=-218.0kJ/mol.
故答案为:CO(g)+FeO(s)=CO2(g)+Fe(s);△H=-218.0kJ/mol.
核心考点
试题【(1)化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程,化学键的键能是形成(或拆开)1mol化学键时释放(或吸收)的能量.已知:N≡N键的键能是948.9kJ•mol-1】;主要考察你对盖斯定律等知识点的理解。[详细]
举一反三
同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速度较慢,有时还很不完全,测定反应热很困难.现在可根据盖斯提出的观点“不管化学过程是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的”来研究.已知:
P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s);△H=-2983.2kJ•mol-1
P(s、红磷)+
5
4
O2(g)=
1
4
P4O10(s);△H=-738.5kJ•mol-1
(1)试写出红磷转化为白磷的热化学方程式______;
(2)由此可知白磷的稳定性比红磷______.(填写“强”或“弱”)
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1840年盖斯根据一系列实验事实得出规律,他指出:“若是一个反应可以分步进行,则各步反应的吸收或放出的热量总和与这个反应一次发生时吸收或放出的热量相同.”这是18世纪发现的一条重要规律,称为盖斯定律.已知1mol 金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧时放出的热量为:金刚石,395.41kJ;石墨,393.51kJ.则金刚石转化石墨时,放热还是吸热?______,其数值是_______,由此看来更稳定的是______.若取金刚石和石墨混合晶体共1mol 在O2中完全燃烧,产生热量为QkJ,则金刚石和石墨的物质的量之比为______(用含Q的代数式表示).
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298K 100kPa时,NH3(g)+HCl(g)═NH4Cl(s)△H1=-176kJ•mol-1
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H2=-92.2kJ•mol-1
H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)△H3=-184.6kJ•mol-1
298K时的N2(g)+4H2(g)+Cl2(g)═2NH4Cl(s)△H=______.
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298K时,Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)△H1=-1206.8kJ•mol-1   ①
Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s)△H2=-635.1kJ•mol-1                   ②
C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H3=-393.5kJ•mol-1              ③
计算CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H4=?(  )
A.+178.2 kJ•mol-1B.-178.2 kJ•mol-1
C.+287.2 kJ•mol-1D.-287.4 kJ•mol-1
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合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响.合成氨反应的化学方程式为:N2(g)+3H2(g)
魔方格
3NH3(g)△H=-92.2kJ/mol.合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得.我国合成氨工业目前的生产条件为:催化剂-铁触媒,温度-400~500℃,压强-30~50MPa.
回答下列问题:
(1)合成氨工业中原料气压缩到30~50MPa的原因是______.从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,实际生产中采用400~500℃的高温,原因之一是考虑到催化剂的催化活性,原因之二是______.
(2)500℃、50MPa时,在容积为VL的容器中加入n mol N2、3n mol H2,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时N2的转化率为x.则K和x的关系满足K=______.
(3)甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g).部分物质的燃烧热数据如下表:
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物  质燃烧热(kJ•mol-1
H2(g)-285.8
CO(g)-283.0
CH4(g)-890.3