火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量液态双氧水反应,生成水蒸气和氮气,放出256.652 kJ的热量。
(1)反应的热化学方程式为 。
(2)已知H2O(l)H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1则16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 kJ。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是 。
(4)发射卫星可用肼为燃料,二氧化氮作氧化剂,两者反应生成氮气和水蒸气。已知:
N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH=+67.7 kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1
肼和二氧化氮反应的热化学方程式为 。
“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍,科研人员通过向煤气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法,连续产出了热值高达12 500~16 000 kJ·m-3的煤炭气,其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。已知:
C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1①
2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2=-483.6 kJ·mol-1②
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH3=+131.3 kJ·mol-1③
则反应CO(g)+H2(g)+O2(g)H2O(g)+CO2(g) ΔH= kJ·mol-1。标准状况下的煤炭气(CO、H2)33.6 L与氧气完全反应生成CO2和H2O,反应过程中转移 mol e-。
为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应的措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定,也可进行理论推算。
(1)实验测得,5 g甲醇(CH3OH,液态)在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量,试写出甲醇燃烧的热化学方程式: 。
(2)已知化学键的键能为:
化学键 | H—H | N—H | |
键能/( kJ·mol-1) | 436 | 391 | 945 |
又知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=a kJ·mol-1。试根据表中所列键能数据估算a的值为 。
(3)已知:C(石墨,s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2 599 kJ·mol-1
根据盖斯定律,计算298 K时C(石墨,s)和H2(g)反应生成1 mol C2H2(g)的焓变为 。
在36 g碳不完全燃烧所得气体中,CO占体积,CO2占体积。且有:
C(s)+O2(g)CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1
与这些碳完全燃烧相比,损失的热量是( )
A.172.5 kJB.1 149 kJ C.283 kJD.517.5 kJ
已知热化学方程式:SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-98.32 kJ·mol-1,在容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,充分反应,最终放出的热量( )
A.=196.64 kJB.=98.32 kJ C.<196.64 kJD.>196.64 kJ
根据碘与氢气反应的热化学方程式
(1)I2(g)+H2(g)2HI(g) ΔH=-9.48 kJ
(2)I2(s)+H2(g)2HI(g) ΔH=26.48 kJ
下列判断正确的是( )
A.254 g I2(g)中通入2 g H2(g),反应放热9.48 kJ
B.1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ
C.反应(1)的产物比反应(2)的产物稳定
D.反应(2)的反应物总能量比反应(1)的反应物总能量低