Question

3．在25℃、101kPa下，依據(jù)事實，寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式．
（1）1g甲醇燃燒生成CO₂和液態(tài)水時放熱22.68kJ．則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.76 kJ•mol^-1．
（2）若適量的N₂和O₂完全反應(yīng)，每生成23g NO₂需要吸收16.95kJ熱量
N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=67.8kJ•mol^-1．
（3）已知拆開1mol H-H鍵，1molN-H鍵，1molN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則N₂與H₂反應(yīng)生成NH₃的熱化學(xué)方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1
（4）已知：下列兩個熱化學(xué)方程式：
Fe（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═FeO（s）△H=-272.0kJ/mol
2Al（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═Al₂O₃（s）△H=-1675.7kJ/mol
則 Al（s）的單質(zhì)和FeO（s）反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是2Al（s）+3FeO（s）═Al₂O₃（s）+3Fe（s）△H=-859.7 kJ•mol^-1．
（5）已知熱化學(xué)方程式：
①C₂H₂（g）+$\frac{5}{2}$O₂（g）═2CO₂（g）+H₂O（l）△H₁=-1301.0kJ•mol^-1
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-393.5kJ•mol^-1
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（1）△H₃=-285.8kJ•mol^-1
則反應(yīng)④2C（s）+H₂（g）═C₂H₂（g）的△H為+228.2 KJ/mol
（6）已知：
CH₄ （g）+2O₂（g）═CO₂ （g）+2H₂ O （l）△H=-Q₁  kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂ O （g）△H=-Q₂  kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂ O （l）△H=-Q₃  kJ•mol^-1
取體積比4：1的甲烷和氫氣的混合氣體11.2L（標(biāo)況），經(jīng)完全燃燒恢復(fù)常溫，放出的熱為0.4Q₁+0.05Q₃．

Answer 1

分析 （1）燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時放出的熱量，在25℃、101kPa下，1g甲醇（CH₃OH）燃燒生成CO₂和液態(tài)水時放熱22.68kJ，32g甲醇燃燒生成CO₂和液態(tài)水時放熱22.68kJ×32=725.76kJ，1mol甲醇質(zhì)量為32克，所以完全燃燒1mol甲醇生成二氧化碳和液態(tài)水放熱725.76KJ；
（2）根據(jù)每生成23gNO₂即0.5molNO₂需要吸收16.95kJ熱量，結(jié)合熱化學(xué)方程式的書寫方法結(jié)合熱化學(xué)方程式的意義來回答；
（3）化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)鍵斷裂吸收能量，形成新化學(xué)鍵放出能量，根據(jù)方程式計算分別吸收和放出的能量，以此計算反應(yīng)熱并判斷吸熱還是放熱；
（4）依據(jù)題干熱化學(xué)方程式結(jié)合蓋斯定律寫出該熱化學(xué)反應(yīng)方程式；
（5）利用蓋斯定律，將②×2+③-①即得到反應(yīng)④，反應(yīng)熱為△H=2△H₂+△H₃-△H₁，以此解答該題；
（6）根據(jù)混合氣體的體積計算混合氣體的物質(zhì)的量，標(biāo)準(zhǔn)狀況下Vm=22.4L/mol，根據(jù)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$結(jié)合氣體體積比計算甲烷、氫氣的物質(zhì)的量，再根據(jù)熱化學(xué)反應(yīng)方程式計算放出的熱量．

解答 解：（1）1g甲醇（CH₃OH）燃燒生成CO₂和液態(tài)水時放熱22.68kJ，32g甲醇燃燒生成CO₂和液態(tài)水時放熱22.68kJ×32=725.76kJ，即1mol甲醇完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放熱725.8KJ，燃燒熱熱化學(xué)方程式為：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.76 kJ•mol^-1，
故答案為：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.76 kJ•mol^-1；
（2）適量的N₂和O₂完全反應(yīng)，每生成23克NO₂即0.5molNO₂要吸收16.95kJ熱量，所以每生成2molNO₂需要吸收67.8kJ熱量，則熱化學(xué)方程式為：
N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=67.8kJ•mol^-1，
故答案為：N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=67.8kJ•mol^-1；
（3）在反應(yīng)N₂+3H₂?2NH₃中，斷裂3molH-H鍵，1mol N三N鍵共吸收的能量為：3×436kJ+946kJ=2254kJ，生成2mol NH₃，共形成6mol N-H鍵，放出的能量為：6×391kJ=2346kJ，吸收的能量少，放出的能量多，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱量為：2346kJ-2254kJ=92kJ，則N₂與H₂反應(yīng)生成NH₃的熱化學(xué)方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1；
（4）①Fe（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=FeO（s）△H=-272.0kJ•mol^-1
②2Al（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=Al₂O₃（s）△H=-1675.7kJ•mol^-1
將方程式②-①×3得2Al（s）+3FeO（s）═Al₂O₃（s）+3Fe（s）△H=-859.7 kJ•mol^-1，
故答案為：2Al（s）+3FeO（s）═Al₂O₃（s）+3Fe（s）△H=-859.7 kJ•mol^-1；
（5）根據(jù)蓋斯定律可知，②×2+③-①即得到反應(yīng)④2C（s）+H₂（g）═C₂H₂（g），所以該反應(yīng)的△H=-393.5 kJ•mol^-1×2-285.8 kJ•mol^-1+1301.0 kJ•mol^-1=+228.2 kJ•mol^-1，
故答案為：+228.2 KJ/mol；
（6）n（混合氣體）=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，
由此可得，n（CH₄）=0.5mol×$\frac{4}{5}$=0.4mol、n（H₂）=0.5mol×$\frac{1}{5}$=0.1mol，
氫氣的物質(zhì)的量為0.5mol-0.4mol=0.1mol．
由CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-Q₁kJ/mol可知，
0.4mol甲烷燃燒放出的熱量為0.4mol×Q₁kJ/mol=0.4Q₁kJ；
由2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-Q₃kJ/mol可知，
0.1mol氫氣燃燒生成液態(tài)水放出的熱量為0.1mol×$\frac{1}{2}$×Q₃kJ/mol=0.05Q₃kJ，所以放出的熱量為0.4Q₁+0.05Q₃，
故答案為：0.4Q₁+0.05Q₃．

點評 本題主要考查了熱化學(xué)方程式的書寫，需要注意的有：物質(zhì)的狀態(tài)、反應(yīng)熱的數(shù)值與單位，反應(yīng)熱的數(shù)值與化學(xué)方程式前面的系數(shù)成正比．同時還考查了反應(yīng)熱的計算，題目難度中等，注意把握從鍵能的角度計算反應(yīng)熱的方法．