Question

2．為了合理利用化學(xué)能，確保安全生產(chǎn)，化工設(shè)計需要充分考慮化學(xué)反應(yīng)的焓變，并采取相應(yīng)措施．化學(xué)反應(yīng)的焓變通常用實驗進行測定，也可進行理論推算．
（1）丙烯是石化工業(yè)的主要原料之一，由于市場對丙烯的需求量激增，丙烷脫氫制丙烯的技術(shù)日益受到重視．某研究機構(gòu)需得到C₃H₈（g）═3C（石墨，s）+4H₂（g）的△H，但直接測定實驗難進行，可通過圖中各組物質(zhì)能量總和及相互間轉(zhuǎn)化中的能量變化計算得到：
①判斷：△H＞0（選填“＞”、“＜”或“=”）．
②△H=△H₁-△H₂-△H₃（用含△H₁、△H₂、△H₃的代數(shù)式表示）．
（2）實驗測得，5g甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳氣體和液態(tài)水時釋放出113.5kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式：2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/mol
（3 ）由氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量叫鍵能．從化學(xué)鍵的角度分析，化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵的斷裂和生成物的化學(xué)鍵的形成過程．在化學(xué)反應(yīng)過程中，拆開化學(xué)鍵需要消耗能量，形成化學(xué)鍵又會釋放能量．已知反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=akJ•mol^-1．試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)計算a的數(shù)值為：-93

化學(xué)鍵	H-H	N-H	N≡N
鍵能/kJ•mol-1	436	391	945

（4）依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進行推算．
已知：C（s，石墨）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393kJ•mol^-1                  ①
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1             ②
2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-2599kJ•mol^-1         ③
根據(jù)蓋斯定律，計算　298K時C（s，石墨）和H₂（g）反應(yīng)生成1mol　C₂H₂（g）的焓變?yōu)?227.7kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)能量圖，結(jié)合蓋斯定律分析判斷反應(yīng)C₃H₈（g）═3C（石墨，s）+4H₂（g）的△H；
②根據(jù)蓋斯定律求解反應(yīng)C₃H₈（g）═3C（石墨，s）+4H₂（g）的△H；
（2）根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法可知，化學(xué)計量數(shù)與反應(yīng)熱成正比，并注意標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)來解答；
（3）依據(jù)△H=反應(yīng)物鍵能和-生成物鍵能和求算；
（4）可以先根據(jù)反應(yīng)物和生成物書寫化學(xué)方程式，根據(jù)蓋斯定律計算反應(yīng)的焓變，最后根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法來書寫熱化學(xué)方程式．

解答 解：（1）①根據(jù)能量圖，對于反應(yīng)C₃H₈（g）═3C（石墨，s）+4H₂（g），能量是升高的，因此反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，該反應(yīng)的焓變△H＞0；
故答案為：＞；
②根據(jù)蓋斯定律，結(jié)合能能量圖，該反應(yīng)的焓變△H=-[△H₂-（△H₁-△H₃）]=△H₁-△H₂-△H₃；
故答案為：△H₁-△H₂-△H₃；
（2）5gCH₃OH在氧氣中燃燒生成CO₂和液態(tài)水，放出113.5kJ熱量，64g即2molCH₃OH在氧氣中燃燒生成CO₂和液態(tài)水，放出1452.8kJ熱量，則熱化學(xué)方程式為：2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/mol，
故答案為：2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/mol；
（3））△H=反應(yīng)物鍵能和-生成物鍵能和=945KJ/mol+3×436KJ/mol-6×391KJ/mol=-93KJ/mol，即a=-93，
故答案為：-93；
（4）已知：①C （s，石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393kJ/mol；
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （l）△H₂=-571.6kJ/mol；
③2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O （l）△H₃=-2599kJ/mol；
2C （s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g）的反應(yīng)可以根據(jù)①×2+②×$\frac{1}{2}$-③×$\frac{1}{2}$ 得到，
根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)焓變△H=2×△H₁+△H₂×$\frac{1}{2}$-△H₃×$\frac{1}{2}$=+227.7kJ/mol，
故答案為：+227.7kJ/mol．

點評 本題考查學(xué)生蓋斯定律的應(yīng)用和熱化學(xué)方程式的書寫方面的知識，注意反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能、蓋斯定律的應(yīng)用．題目難度不大，是基礎(chǔ)題．