Question

3．蓋斯定律在科學(xué)研究中具有重要意義．請運用蓋斯定律填空：
（1）已知：①Fe₂O₃（s）+3C（石墨）═2Fe（s）+3CO（g）△H₁；②C（石墨）+CO₂（g）═2CO（g）△H₂；高爐煉鐵發(fā)生的主要反應(yīng)為：Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）△H=△H₁-3△H₂（用△H₁、△H₂代數(shù)式表示）
（2）已知：①Mg（s）+Cl₂（g）═MgCl₂（s）△H=-64kJ•mol^-1；②2Mg（s）+TiCl₄（s）=MgCl₂（s）+Ti（s）△H=-512kJ•mol^-1；則Ti（s）+Cl₂（g）=TiCl₄（s）△H=-512kJ•mol^-1．
（3）甲醇是優(yōu)質(zhì)燃料．制備甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁；CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂；已知：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₃．則2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g） 的反應(yīng)熱△H=2△H₁-2△H₂+△H₃．
（4）合成氨用的氫氣可以甲烷為原料制得．有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示．

反應(yīng)①②③為放熱反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）．CH₄（g）與H₂O（g）反應(yīng)生成CO（g）和H₂（g）的熱化學(xué)方程式為CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+161.1kJ•mol^-1．
（5）尿素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起重要作用，其合成過程分兩步進行：
2NH₃（g）+CO₂ （g）?NH₂COONH₄（l）△H=-117kJ•mol^-1；NH₂COONH₄（l）?（NH₂）₂CO（g）+H₂O（g）△H=+15kJ•mol^-1．由氨氣和二氧化碳合成尿素的熱化學(xué)方程式是：2NH₃（g）+CO₂（g）?（NH₂）₂CO（g）+H₂O（g）△H=-102kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)蓋斯定律①-②×3得到Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g），據(jù)此計算反應(yīng)熱；
（2）根據(jù)蓋斯定律，①×2-②可得反應(yīng)Ti（s）+Cl₂（g）=TiCl₄（s），據(jù)此計算△H；
（3）運用蓋斯定律解答，注意分析待求反應(yīng)中的反應(yīng)物和生成物在已知反應(yīng)中的位置，通過加減求得．
（4）依據(jù)圖象分析反應(yīng)過程都是能量降低的過程，說明反應(yīng)是放熱反應(yīng)；寫出對應(yīng)熱化學(xué)方程式，依據(jù)蓋斯定律計算得到所需熱化學(xué)方程式；
（5）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到所需讓化學(xué)方程式；

解答 解：（1）①Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H₁   
②C（石墨）+CO₂（g）=2CO（g）△H₂
依據(jù)蓋斯定律①-②×3得到Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）△H=△H₁-3△H₂，
故答案為：△H₁-3△H₂；
（2）反應(yīng)2Mg（s）+TiCl₄（l）═2MgCl₂（s）+Ti（s）可看做反應(yīng)①×2-②得到，根據(jù)蓋斯定律得△H-641kJ/mol×2-（-770 kJ/mol）=-512kJ•mol^-1，故答案為：-512 kJ•mol^-1；
（3）①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁
②CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂
③2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₃
據(jù)蓋斯定律，①-②得：④CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=△H₁-△H₂
再④×2+③得：2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=2△H₁-2△H₂+△H₃
故答案為：2△H₁-2△H₂+△H₃；
（4）圖象分析反應(yīng)過程都是能量降低的過程，說明反應(yīng)是放熱反應(yīng)；反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
①CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-282KJ/mol
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8KJ/mol
③CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-846.3KJ/mol
由蓋斯定律③-②×3-①得到：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）△H=+161.1kJ•mol^-1，
故答案為：放熱；CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）△H=+161.1kJ•mol^-1；
（5）①2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（l）△H=-117kJ•mol^-1
②NH₂COONH₄（l）?（NH₂）₂CO（g）+H₂O（g）△H=+15kJ•mol^-1
依據(jù)蓋斯定律①+②得到2NH₃（g）+CO₂（g）?（NH₂）₂CO（g）+H₂O（g）△H=-102kJ•mol^-1；
故答案為：2NH₃（g）+CO₂（g）?（NH₂）₂CO（g）+H₂O（g）△H=-102kJ•mol^-1；

點評 本題考查化學(xué)方程式的書寫及計算、蓋斯定律等，題目難度中等，注意根據(jù)蓋斯定律解題．