Question

1．寫出下列反應(yīng)的熱化學方程式．
（1）在101kPa時，H₂在1mol O₂中完全燃燒生成2mol液態(tài)水，放出571.6kJ的熱量，寫出H₂燃燒熱的熱化學方程式為H₂（g）+$\frac{1}{2}$ O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol
（2）1.00L 1.00mol/L硫酸與2.00L 1.00mol/L NaOH溶液完全反應(yīng)，放出114.6kJ的熱量，表示其
中和熱的熱化學方程式為$\frac{1}{2}$ H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol
（3）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NH₃（g）的熱化學方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92 kJ/mol
（4）已知：①Fe₂O₃（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO₂（g）△H₁=-25kJ/mol
②3Fe₂O₃（s）+CO（g）═2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H₂=-47kJ/mol
③Fe₃O₄（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO₂（g）△H₃=+19kJ/mol
請寫出CO還原FeO的熱化學方程式：CO（g）+FeO（s）═Fe（s）+CO₂（g）△H=-11 kJ/mol
（5）在101kPa下，CH₄（g）、H₂（g）、C（s）的燃燒熱分別為890.3kJ/mol、285.8kJ/mol和393.5kJ/mol，則反應(yīng)C（s）+2H₂（g）=CH₄（g）的反應(yīng)熱△H=-74.8kJ/mol．
（6）已知：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₁
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₂
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₃
①液態(tài)水轉(zhuǎn)化氣態(tài)水的熱化學方程式為H₂O（l）═H₂O（g）△H=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{2}}{2}$kJ/mol
②CO和H₂分別燃燒生成CO₂（g）和H₂O（g），欲得到相同熱量，所需CO和H₂的體積比是$\frac{△{H}_{1}}{△{H}_{3}}$．

Answer 1

分析 （1）在101kPa時，一定量H₂在O₂中完全燃燒生成2.00mol液態(tài)H₂O．放出571.6kJ的熱量，燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量，計算1mol氫氣完全燃燒放出的熱量，結(jié)合熱化學方程式的書寫方法寫出熱化學方程式；
（2）中和熱的概念：稀的強酸和強堿反應(yīng)生成1mol水所放出的熱量求出中和熱，以此書寫中和熱的熱化學方程式；
（3）化學反應(yīng)中，化學鍵斷裂吸收能量，形成新化學鍵放出能量，根據(jù)方程式計算分別吸收和放出的能量，以此計算反應(yīng)熱并判斷吸熱還是放熱；
（4）蓋斯定律蓋斯定律蓋斯定律的含義是反應(yīng)熱是狀態(tài)函數(shù)，與反應(yīng)途徑無關(guān)，根據(jù)目標方程式將已知的熱化學方程式運用疊加的方法，得到目標方程式，反應(yīng)熱作相應(yīng)的運算；
（5）燃燒熱是指1mol純凈物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量，表示燃燒熱的熱化學方程式中可燃物為1mol，產(chǎn)物為穩(wěn)定氧化物．碳單質(zhì)、氫氣、甲烷的熱化學方程式分別為：
①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol；
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol；
③CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式；
（6）①依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式；
②依據(jù)熱化學方程式列式計算得到．

解答 解：（1）一定量H₂在O₂中完全燃燒生成2.00mol液態(tài)H₂O放出571.6kJ的熱量，所以1mol氫氣完全燃燒放出熱量285.8KJ，氫氣燃燒熱的熱化學方程式為H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8KJ/mol，
故答案為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$ O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol；
（2）1.00L 1.00mol/L H₂SO₄溶液與2.00L 1.00mol/L 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-11.46kJ/mol，中和熱為-57.3kJ/mol，則中和熱的熱化學方程式：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol，
故答案為：$\frac{1}{2}$ H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol；
（3）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，熱化學方程式為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92 kJ/mol；
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92 kJ/mol；
（4）：①Fe₂O₃（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO₂（g），△H1=-25KJ/mol
②3Fe₂O₃（s）+CO（g）═2Fe₃O₄（s）+CO₂（g），△H2=-47KJ/mol
③Fe₃O₄（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO₂（g），△H3=19KJ/mol
根據(jù)蓋斯定律將方程式變形（3×①-②-2×③）÷6得：
Fe（s）+CO（g）═Fe（s）+CO₂（g），△H=（3×△H₁-△H₂-2×△H₃）÷6=-11KJ/mol．
故答案為：CO（g）+FeO（s）═Fe（s）+CO₂（g）△H=-11 kJ/mol；
（5）實驗測得碳單質(zhì)、氫氣、甲烷的燃燒熱（△H）分別為-393.5kJ/mol、-285.8kJ/mol、-890.3kJ/mol，則它們的熱化學反應(yīng)方程式分別為：
①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol；
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol；
③CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol；
根據(jù)蓋斯定律，由①+②×2-③得，C（s）+2H₂（g）=CH₄（g），△H=[（-393.5kJ/mol）+（-285.8kJ/mol）×2]-（-890.3kJ/mol）=-74.8kJ/mol，
故答案為：-74.8kJ/mol；
（6）①2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₁
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₂
兩式相減除以2得到：H₂O（l）═H₂O（g）△H=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{2}}{2}$kJ/mol；
故答案為：H₂O（l）═H₂O（g）△H=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{2}}{2}$kJ/mol；
②CO和H₂分別燃燒生成CO₂（g）和H₂O（g），欲得到相同熱量，設(shè)氫氣和一氧化碳物質(zhì)的量分別為x，y
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₁
2△H₁
x                      $\frac{X△{H}_{1}}{2}$
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₃
2△H₃
y                       $\frac{y△{H}_{3}}{2}$
$\frac{X△{H}_{1}}{2}$=$\frac{y△{H}_{3}}{2}$

所需CO和H₂的體積比等于物質(zhì)的量之比=$\frac{△{H}_{1}}{△{H}_{3}}$，
故答案為：$\frac{△{H}_{1}}{△{H}_{3}}$．

點評 本題主要考查了熱化學方程式的書寫，需要注意的有：物質(zhì)的狀態(tài)、反應(yīng)熱的數(shù)值與單位，反應(yīng)熱的數(shù)值與化學方程式前面的系數(shù)成正比．同時還考查了反應(yīng)熱的計算，題目難度不大，注意把握從鍵能的角度計算反應(yīng)熱的方法．