Question

8．按要求書寫熱化學(xué)方程式：
（1）由氫氣和氧氣反應(yīng)生成1mol水蒸氣，放熱241.8kJ．寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol．若9g水蒸氣轉(zhuǎn)化成液態(tài)水放熱22kJ，則反應(yīng)H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）的△H=-285.5 kJ•mol^-1．
（2）已知稀溶液中，1mol H₂SO₄與NaOH溶液恰好完全反應(yīng)時(shí)，放出114.6kJ熱量，寫出表示H₂SO₄與NaOH反應(yīng)的中和熱的熱化學(xué)方程式NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol．
（3）25^oC、101kPa條件下充分燃燒一定量的丁烷（C₄H₁₀）氣體放出熱量為Q kJ，經(jīng)測定，將生成的CO₂通入足量澄清石灰水中產(chǎn)生25g白色沉淀，寫出表示丁烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式C₄H₁₀（g）+$\frac{13}{2}$O₂（g）=4CO₂（g）+5H₂O（l）△H=-16QkJ/mol．
（4）已知下列熱化學(xué)方程式：
①CH₃COOH（l）+2O₂（g）═2CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-870.3kJ•mol^-1
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-393.5kJ•mol^-1
③H₂（g）+1/2O₂（g）═H₂O（l）△H₃=-285.8kJ•mol^-1
寫出由C（s）、H₂（g）和O₂（g）經(jīng)合生成CH₃COOH（l）的熱化學(xué)方程式2C（s）+2H₂（g）+O₂（g）=CH₃COOH（l）△H=-488.3kJ/mol．
（5）已知拆開1mol H-H鍵、1mol N-H鍵，1mol N≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則N₂（g）與H₂（g）反應(yīng)生成1mol NH₃（g）的熱化學(xué)方程式是N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫原則寫出氫氣燃燒生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式；根據(jù)m=nM計(jì)算1mol水的質(zhì)量為18g，進(jìn)而計(jì)算1mol氣態(tài)水轉(zhuǎn)化成液態(tài)水放出的熱量，結(jié)合氫氣與氧氣反應(yīng)生成氣態(tài)水的反應(yīng)熱計(jì)算生成液態(tài)水的反應(yīng)熱；
（2）根據(jù)中和熱的概念：稀的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水所放出的熱量求出中和熱以及中和熱的熱化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)生成碳酸鈣的質(zhì)量計(jì)算丁烷的物質(zhì)的量，結(jié)合燃燒熱的概念書寫表示丁烷燃燒熱化學(xué)方程式；
（4）利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱，并書寫熱化學(xué)方程式；
（5）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(jì)算分別吸收和放出的能量，以此計(jì)算反應(yīng)熱并判斷吸熱還是放熱．

解答 解：（1）氫氣和氧氣反應(yīng)生成1mol水蒸氣放熱241.8kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol；9g水蒸氣轉(zhuǎn)化成液態(tài)水放熱22kJ，故18g水蒸氣轉(zhuǎn)化成液態(tài)水放出熱量22kJ×2=44kJ，即H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ/mol①，H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol②，①+②得，H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-（241.8kJ/mol+44kJ/mol）=-285.8kJ/mol，
故答案為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol；-285.5；
（2）1mol H₂SO₄溶液與足量 NaOH溶液完全反應(yīng)，放出114.6kJ的熱量，即生成2mol水放出114.6kJ的熱量，反應(yīng)的反應(yīng)熱為-114.6kJ/mol，中和熱為-57.3kJ/mol，則中和熱的熱化學(xué)方程式：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol，
故答案為：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol；
（3）n（CaCO₃）=$\frac{25g}{100g/mol}$=0.25mol，
Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃+H₂O             
  1          1
0.25mol   0.25mol  
即丁烷燃燒生成的二氧化碳為0.25mol．
2C₄H10+13O₂=8CO₂+10H₂O
2            8
 x          0.25mol             
x=$\frac{1}{16}$mol    
因?yàn)槿紵?\frac{1}{16}$mol的丁烷放出的熱量為Q，則丁烷的燃燒熱為16Q，
所以表示丁烷燃燒熱化學(xué)方程式為 C₄H₁₀（g）+$\frac{13}{2}$O₂（g）=4CO₂（g）+5H₂O（l）△H=-16QkJ/mol，
故答案為：C₄H₁₀（g）+$\frac{13}{2}$O₂（g）=4CO₂（g）+5H₂O（l）△H=-16QkJ/mol；
（4）已知：
①CH₃COOH（l）+2O₂（g）═2CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-870.3kJ/mol
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-393.5kJ/mol
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l ）△H₃=-285.8kJ/mol
利用蓋斯定律將②×2+③×2-①可得：
2C（s）+2H₂（g）+O₂（g）=CH₃COOH（l）；△H=2×（-393.5kJ/mol）+2×（-285.8kJ/mol）-（-870.3kJ/mol）=-488.3kJ/mol，
所以熱化學(xué)方程式為2C（s）+2H₂（g）+O₂（g）=CH₃COOH（l）△H=-488.3kJ/mol，
故答案為：2C（s）+2H₂（g）+O₂（g）=CH₃COOH（l）△H=-488.3kJ/mol；
（5）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，故熱化學(xué)方程式是N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查熱化學(xué)方程式的書寫及利用蓋斯定律的計(jì)算，題目難度中等，注意把握中和熱和燃燒熱的概念．