Question

3．化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能是化學(xué)反應(yīng)中一種重要的能量轉(zhuǎn)化，根據(jù)條件填寫下列內(nèi)容．
（1）石油液化氣中主要成分之一是丁烷（C₄H₁₀），在101kPa時，5.8g丁烷完全燃燒生成CO₂和H₂O（l）放出熱量288kJ，丁烷燃燒的熱化學(xué)方程式為2C₄H₁₀（g）+13O₂（g）=8CO₂（g）+10H₂O（l）△H=-5760kJ/mol．（相對原子質(zhì)量H-1，C-12）
（2）對碳及其化合物的研究，一直倍受科學(xué)工作者的關(guān)注．甲烷燃燒放出大量的熱，可作為生產(chǎn)和生活的能源．
已知 ①2CH₄（g）+3O₂（g）═2CO（g）+4H₂O（l）△H₁=-1214.6KJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂=-566kJ/mol
則CH₄完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol．
（3）用Cl₂生產(chǎn)某些含氯有機物時會產(chǎn)生副產(chǎn)物HCl．利用反應(yīng)A，可實現(xiàn)氯的循環(huán)利用．反應(yīng)A：4HCl+O₂$\stackrel{400℃}{?}$2Cl₂+2H₂0，已知反應(yīng)A中，4mol HCI被氧化，放出115.6kJ的熱量．

①H₂O的電子式是．
②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．
③斷開1mol H-O 鍵與斷開 1mol H-Cl 鍵所需能量相差約為31.9KJ，H₂O中H-O 鍵比HCl中H-Cl鍵（填“強”或“弱”）強．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)質(zhì)量換算物質(zhì)的量，結(jié)合化學(xué)方程式對應(yīng)的物質(zhì)的量計算反應(yīng)放出的熱量，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)和反應(yīng)焓變寫出；
（2）由蓋斯定律可知$\frac{1}{2}$（①+②）得CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O （l）△H；
（3）①共價化合物的電子式由對應(yīng)原子的電子式組成，并要表示出兩原子之間的共用電子對情況；
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)和對應(yīng)焓變寫出；
③反應(yīng)熱△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物的總鍵能，據(jù)此計算H-O鍵與H-Cl鍵的鍵能差，進而計算斷開1mol H-O鍵與斷開1mol H-Cl鍵所需能量差．

解答 解：（1）5.8g丁烷的物質(zhì)的量為$\frac{5.8g}{58g/mol}$=0.1mol，則2mol丁烷燃燒放熱288kJ×20=5760kJ，丁烷燃燒的熱化學(xué)方程式為2C₄H₁₀（g）+13O₂（g）=8CO₂（g）+10H₂O（l）△H=-5760kJ/mol，
故答案為：2C₄H₁₀（g）+13O₂（g）=8CO₂（g）+10H₂O（l）△H=-5760kJ/mol；
（2）已知 ①2CH₄（g）+3O₂（g）═2CO（g）+4H₂O（l）△H₁=-1214.6KJ/mol，
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂=-566kJ/mol，
由蓋斯定律可知$\frac{1}{2}$（①+②）得CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O （l）△H=$\frac{1}{2}×$（-1214.6KJ/mol-566kJ/mol）=-890.3kJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol；
（3）①H₂O是共價化合物，是由原子和氫原子形成共價鍵，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；
③E（H-O）、E（HCl）分別表示H-O鍵能、H-Cl鍵能，反應(yīng)A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量，反應(yīng)熱△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物的總鍵能，故：4×E（H-Cl）+498kJ/mol-[2×243kJ/mol+4×E（H-O）]=-115.6kJ/mol，整理得，4E（H-Cl）-4E（H-O）=-127.6kJ/mol，即E（H-O）-E（HCl）=31.9kJ/mol，
故斷開1mol H-O鍵與斷開1mol H-Cl鍵所需能量相差約為31.9kJ/mol×1mol=31.9kJ，所以H₂O中H-O 鍵比HCl中H-Cl鍵強；
故答案為：31.9；強．

點評 本題考查了焓變等于反應(yīng)物的鍵能和減去生成物的鍵能和、熱化學(xué)方程式的書寫，題目難度中等，掌握蓋斯定律及反應(yīng)熱的計算方法是關(guān)鍵．