Question

18．為了合理利用化學(xué)能，確保安全生產(chǎn)，化工設(shè)計(jì)需要充分考慮化學(xué)反應(yīng)的焓變，并采取相應(yīng)措施．化學(xué)反應(yīng)的焓變通常用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定，也可進(jìn)行理論推算．
（1）．已知熱化學(xué)方程式：
①Fe₂O_3（s）+3CO_（g）=2Fe_（s）+3CO_2（g）△H=-25kJ/mol
②3Fe₂O_3（s）+CO_（g）=2Fe₃O_4（s）+CO_2（g）△H=-47kJ/mol
③Fe₃O_4（s）+CO_（g）=3FeO_（s）+CO_2（g）△H=+19kJ/mol
寫出FeO_（s）被CO_（g）還原成Fe_（s）和CO_2（g）的熱化學(xué)方程式FeO_（s+CO_（g）=Fe_（s）+CO_2（g）△H=-11kJ/mol．
（2）．由氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量叫鍵能．從化學(xué)鍵的角度分析，化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵的破壞和生成物的化學(xué)鍵的形成過程．在化學(xué)反應(yīng)過程中，拆開化學(xué)鍵需要消耗能量，形成化學(xué)鍵又會(huì)釋放能量．

化學(xué)鍵	H-H	N-H	N≡N
鍵能/kJ•mol-1	436	391	946

已知反應(yīng)N_2（g）+3H_2 （g）?2NH_3（g）△H=a kJ/mol．試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)計(jì)算a為-92．
（3）．依據(jù)蓋斯定律可以對(duì)某些難以通過實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進(jìn)行推算．
已知：C_{（s，石墨）}+O_2 （g）=CO_2（g）△H₁=-393.5kJ/mol
2H_2（g）+O_2 （g）=2H₂O _（l）△H₂=-571.6kJ/mol
2C₂H_2（g）+5O_2 （g）=4CO_2 （g）+2H₂O _（l）△H₃=-2599kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，計(jì)算298K時(shí)反應(yīng)2C_{（s，石墨）}+H_2（g）=C₂H_2（g）的焓變：△H=+226.7 kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）首先寫出FeO（s）被CO還原成Fe和CO₂的熱化學(xué)方程式CO（g）+FeO（s）=Fe（g）+CO₂（g）△H，利用蓋斯定律①×3-（③×2+②）可得到該化學(xué)方程式，以此計(jì)算△H；
（2）根據(jù)△H=反應(yīng)物鍵能和-生成物鍵能和求算；
（3）已知：①C_{（s，石墨）}+O_2（g）=CO_2（g）△H₁=+393.5kJ/mol
②2H_2（g）+O_2（g）=2H₂O _（l）△H₂=-571.6kJ/mol
③2C₂H_2（g）+5O_2（g）=4CO_2（g）+2H₂O _（l）△H₃=-2599kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，①×4+②-③得到反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：4C_{（s，石墨）}+2H_2（g）=2C₂H_2（g），據(jù)此計(jì)算．

解答 解：①Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）；△H=-25kJ/mol
②3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）；△H=-47kJ/mol
③Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）；△H=+19kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律①×3-（③×2+②）得到：
6CO（g）+6FeO（s）=6Fe（g）+6CO₂（g）△H=-66kJ/mol；
得到熱化學(xué)方程式為：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-11kJ/mol，
故答案為：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-11kJ/mol；
（2）△H=反應(yīng)物鍵能和-生成物鍵能和=946KJ/mol+3×436KJ/mol-6×391KJ/mol=-93KJ/mol，即a=-92，
故答案為：-92；
（3）已知：①C_{（s，石墨）}+O_2（g）=CO_2（g）△H₁=+393.5kJ/mol
②2H_2（g）+O_2（g）=2H₂O _（l）△H₂=-571.6kJ/mol
③2C₂H_2（g）+5O_2（g）=4CO_2（g）+2H₂O _（l）△H₃=-2599kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，①×4+②-③得到反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：4C_{（s，石墨）}+2H_2（g）=2C₂H_2（g） △H=+453.4kJ•mol^-1；
熱化學(xué)方程式為：2C_{（s，石墨）}+H_2（g）=C₂H_2（g） △H=+226.7kJ•mol^-1，
故答案為：+226.7kJ•mol^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱化學(xué)方程式書寫方法和蓋斯定律的計(jì)算應(yīng)用、利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱，題目難度中等，注意把握蓋斯定律的含義和應(yīng)用方法，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力．