Question

【題目】下圖是CO和水蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成CO2和H2的途徑和三個狀態(tài)的能量，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，試問：

E1：CO＋H2OE2：C＋2H＋2O E3：CO2＋H2

(1)步驟1、2分別是吸熱過程還是放熱過程？

步驟1：______，步驟2：______。

(2)比較E1、E3的大小______。

(3)已知，25℃時，C(石墨)＋1/2O2(g) ═ CO(g) ΔH1＝－111 kJ/mol；

H2(g)＋1/2O2(g) ═ H2O(g) ΔH2＝－242 kJ/mol；

C(石墨)＋O2(g) ═ CO2(g) ΔH3＝－394 kJ/mol。

則CO和H2O(g)反應(yīng)的熱化學方程式為：______。

(4)含1 mol Ba(OH)2的稀溶液與足量稀鹽酸反應(yīng)放出114.6 kJ的熱量，寫出該反應(yīng)中和熱的熱化學方程式：______。

(5)在C2H2(g)完全燃燒生成CO2和液態(tài)水的反應(yīng)中，每轉(zhuǎn)移5NA個電子放出a kJ的熱量。則表示C2H2的燃燒熱的熱化學方程式為：______。

Answer 1

【答案】吸熱過程 放熱過程 E1＜E3 CO(g)＋H2O(g) ═ CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ/mol 1/2Ba(OH)2(aq)＋HCl(aq) ═ 1/2BaCl2(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol C2H2(g)＋5/2O2(g) ═ 2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－2a kJ/mol

【解析】

在化學反應(yīng)中，斷鍵需要吸熱，成鍵需要放熱。在一個吸熱反應(yīng)中，反應(yīng)物所具有的總能量低于產(chǎn)物所具有的總能量。因此在由CO＋H2O生成CO2＋H2的反應(yīng)中E1＜E3。在利用蓋斯定律進行方程式重組時需注意找尋分式與目標方程式之間的關(guān)系，然后列出疊加原則。根據(jù)疊加原則將物質(zhì)變化進行疊加，檢查疊加后式子是否與目標式相同，再計算反應(yīng)熱。據(jù)此解題。

(1) 步驟1為化學鍵的斷裂過程，需要吸收熱量，因此步驟1為吸熱過程，步驟2為化學鍵的形成過程，需要釋放能量，因此步驟2為放熱過程；

(2)由于CO＋H2O生成CO2＋H2的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，因此反應(yīng)物所具有的總能量低于產(chǎn)物所具有的總能量，因此E1＜E3；

(3)根據(jù)C(石墨)＋1/2O2(g) ═ CO(g) ΔH1＝－111 kJ/mol；①

H2(g)＋1/2O2(g) ═ H2O(g) ΔH2＝－242 kJ/mol；②

C(石墨)＋O2(g) ═ CO2(g) ΔH3＝－394 kJ/mol；③

可知，CO(g)+H2O(g)= CO2(g)＋H2(g)的反應(yīng)熱計算式為：ΔH＝-①-②+③=111 kJ/mol+242 kJ/mol－394 kJ/mol=－41 kJ/mol，因此該反應(yīng)的熱化學方程式為：CO(g)＋H2O(g) ═ CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ/mol；

(4) 在稀溶液中,強酸跟強堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol液態(tài)水時所釋放的熱量叫做中和熱，因此Ba(OH)2的稀溶液與足量稀鹽酸反應(yīng)中和熱的熱化學方程式應(yīng)寫為：1/2Ba(OH)2(aq)＋HCl(aq) ═ 1/2BaCl2(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol；

(5) 在25℃，100kPa時，1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。因此當C2H2(g)完全燃燒時，該反應(yīng)的方程式為2C2H2＋5O2 4CO2＋2H2O，轉(zhuǎn)移20mol電子，因此當反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移5NA個電子放出a kJ的熱量時，C2H2的燃燒熱的熱化學方程式可寫為：C2H2(g)＋5/2O2(g) ═ 2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－2a kJ/mol。