Question

19．用Cl₂生產(chǎn)某些含氯有機(jī)物時(shí)會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物HCl．利用反應(yīng)A可實(shí)現(xiàn)氯的循環(huán)利用．反應(yīng)A：4HCl（g）+O₂（g）$?_{400℃}^{催化劑}$2Cl₂（g）+2H₂O（g）．
（1）研究表明反應(yīng)A通過如圖所示的催化劑循環(huán)實(shí)現(xiàn)．

反應(yīng)①為：2HCl（g）+CuO（s）?H₂O（g）+CuCl₂（s）△H₁
反應(yīng)②生成1　mol　Cl₂（g）的反應(yīng)熱為△H₂，則A反應(yīng)的△H表示為2△H₁+2△H₂，
（用△H₁和△H₂表示）．
（2）反應(yīng)A中4mol HCl被氧化生成Cl₂和水蒸氣，放出115.6kJ的熱量，且部分化學(xué)鍵斷裂示意圖如下：

①H₂O的電子式是，反應(yīng)A的熱化學(xué)方程式是4HCl（g）+O₂（g）?2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=-115.6 KJ/mol．
②斷開1mol H-O鍵與斷開 1mol H-Cl 鍵所需能量相差約為32kJ，
H₂O中H-O 鍵比HCl中H-Cl鍵強(qiáng)（填“強(qiáng)”或“弱”）．
（3）“嫦娥二號(hào)”于2010年10月1日18時(shí)59分57秒在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，并獲得了圓滿成功．發(fā)射“嫦娥二號(hào)”的長三丙火箭的第三級(jí)使用的推進(jìn)劑是液氫和液氧．已知下列熱化學(xué)方程式：
①H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H₁=-285.8kJ/mol
②H₂（g）═H₂（l）△H₂=-0.92kJ/mol
③O₂（g）═O₂（l）△H₃=-6.84kJ/mol
④H₂O（l）═H₂O（g）△H₄=+44.0kJ/mol
則反應(yīng)H₂（l）+$\frac{1}{2}$O₂（l）═H₂O（g）的反應(yīng)熱△H為-237.46KJ/mol．

Answer 1

分析 （1）由圖示可知，整個(gè)過程為：4HCl+O₂=2Cl₂+2H₂O，反應(yīng)②生成1molCl₂（g）的反應(yīng)熱為△H₂，則反應(yīng)熱化學(xué)方程式為：CuCl₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CuO（s）+Cl₂（g）△H₂，根據(jù)蓋斯定律（①+②）×2可得總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；
（2）①水是共價(jià)化合物依據(jù)電子式書寫方法寫出電子式；
②反應(yīng)A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量，依據(jù)熱化學(xué)方程式書寫方法，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)焓變寫出；
③依據(jù)反應(yīng)A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量，焓變=反應(yīng)物斷鍵吸收熱量-生成物形成化學(xué)鍵放出熱量計(jì)算；
（3）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算所需熱化學(xué)方程式，①+④-②-③×$\frac{1}{2}$得到；

解答 解：（1）由圖示可知，整個(gè)過程為：4HCl+O₂=2Cl₂+2H₂O，反應(yīng)①為：2HCl（g）+CuO（s）?H₂O（g）+CuCl₂（s）△H₁，
反應(yīng)②生成1molCl₂（g）的反應(yīng)熱為△H₂，則反應(yīng)熱化學(xué)方程式為：CuCl₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CuO（s）+Cl₂（g）△H₂，
根據(jù)蓋斯定律（①+②）×2可得總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：4HCl（g）+O₂（g）=2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=2△H₁+2△H₂，
故答案為：2△H₁+2△H₂；
（2）①水是共價(jià)化合物，氧原子和兩個(gè)氫原子形成兩個(gè)共價(jià)鍵，電子式為：，
故答案為：；
②依據(jù)反應(yīng)A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：4HCl（g）+O₂（g）?2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=-115.6 KJ/mol；
故答案為：4HCl（g）+O₂（g）?2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=-115.6 KJ/mol；
③焓變=反應(yīng)物斷鍵吸收熱量-生成物形成化學(xué)鍵放出熱量，4HCl（g）+O₂（g）?2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=-115.6 KJ/mol，
4×E（H-Cl）+498-[243×2+4×E（H-O）]=-115.6，得到4×E（H-O）-4×E（H-Cl）=498-486+115.6=127.6
E（H-O）-E（H-Cl）=31.9≈32，H₂O中H-O鍵比HCl中H-Cl鍵強(qiáng)，
故答案為：32；強(qiáng)．
（3）①H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H₁=-285.8kJ/mol
②H₂（g）═H₂（l）△H₂=-0.92kJ/mol
③O₂（g）═O₂（l）△H₃=-6.84kJ/mol
④H₂O（l）═H₂O（g）△H₄=+44.0kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律計(jì)算①+④-②-③×$\frac{1}{2}$得到，反應(yīng)H₂（l）+$\frac{1}{2}$O₂（l）═H₂O（g）的反應(yīng)熱△H=-285.8kJ/mol+（+44.0kJ/mol）-（-0.92kJ/mol）-（-6.84kJ/mol
）×$\frac{1}{2}$=-237.46KJ/mol，
故答案為：-237.46KJ/mol

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電子式的書寫、熱化學(xué)方程式書寫，化學(xué)鍵鍵能和焓變關(guān)系計(jì)算，圖象分析判斷，題目難度中等．