Question

到目前为止，由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用的最主要的能源．

（1）在25℃、101kPa下，16g的甲醇（CH₃OH）完全燃烧生成CO₂和液态水时放出352kJ的热量，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为   ．

（2）化学反应中放出的热能（焓变，△H）与反应物和生成物的键能（E）有关．

已知：H₂ （g）+Cl₂ （g）=2HCl （g）△H=﹣185kJ/molE（H﹣H）=436kJ/mol E（Cl﹣Cl）=243kJ/mol则E（H﹣Cl）=  

（3）纳米级Cu₂O由于具有优良的催化性能而受到关注．已知：

2Cu（s）+O₂（g）═Cu₂O（s）△H=﹣169kJ•mol﹣¹，

C（s）+O₂（g）═CO（g）△H=﹣110.5kJ•mol﹣¹，

2Cu（s）+O₂（g）═2CuO（s）△H=﹣314kJ•mol﹣¹

则工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu₂O和CO的热化学方程式为   ．

（4）①如图是N₂和H₂反应生成2mol NH₃过程中能量变化示意图，请计算每生成1mol NH₃放出热量为：  ．

②若起始时向容器内放入1mol N₂和3mol H₂，达平衡后N₂的转化率为20%，则反应放出的热量为Q₁ kJ，则Q₁的数值为  ；若在同体积的容器中充入2mol N₂和6mol H₂，达平衡后放出的热量为Q₂ kJ，则Q₂   2Q₁（填“＞”、“＜”或“=”）

Answer 1

考点：  用盖斯定律进行有关反应热的计算；燃烧热；热化学方程式．

分析：  （1）依据燃烧热概念是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，题干所给量计算32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放热，结合热化学方程式书写方法，标注物质聚集状态和对应焓变；

（2）依据反应焓变=反应物键能总和﹣生成物键能总和计算得到；

（3）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式；

（4）①依据图象分析，生成2mol氨气反应焓变=断裂化学键吸收能量﹣形成化学键放出能量计算得到1mol氨气放出热量；

②依据化学平衡计算生成氨气物质的量，结合热化学方程式计算Q₁，若在同体积的容器中充入2mol N₂和6mol H₂，可以看作在原来平衡中加入1mol氮气和3mol氢气，相当于增大压强，平衡正向进行计算分析达平衡后放出的热量为Q₂ kJ．

解答：  解：（1）在25℃、101kPa下，16g甲醇（CH₃OH）燃烧生成CO₂和液态水时放热352kJ．32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为704KJ；则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=﹣704kJ•mol^﹣1，

故答案为：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=﹣704kJ•mol^﹣1；

（2）焓变△H=反应物键能总和﹣生成物键能总和，H₂ （g）+Cl₂ （g）=2HCl （g）△H=﹣185kJ/mol，E（H﹣H）=436kJ/mol，E（Cl﹣Cl）=243kJ/mol，

E（H﹣H）+E（Cl﹣Cl）﹣2E（H﹣Cl）=△H，

则E（H﹣Cl）=432 kJ/mol；

故答案为：432 kJ/mol；

（3）①2Cu（s）+O₂（g）═Cu₂O（s）△H=﹣169kJ•mol﹣¹，

②C（s）+O₂（g）═CO（g）△H=﹣110.5kJ•mol﹣¹，

③2Cu（s）+O₂（g）═2CuO（s）△H=﹣314kJ•mol﹣¹

依据盖斯定律①+②﹣③得到工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu₂O和CO的热化学方程式为：C（s）+2CuO（s）=Cu₂O（s）+CO（g）△H=+34.5 KJ/mol；

故答案为：C（s）+2CuO（s）=Cu₂O（s）+CO（g）△H=+34.5 KJ/mol；

（4）①如图是N₂和H₂反应生成2mol NH₃过程中能量变化示意图，反应焓变△H=335KJ/mol﹣427.2KJ/mol=﹣92.2KJ/mol，所以生成1mol氨气放热46.1KJ；

故答案为：46.1 kJ；

 ②如图是N₂和H₂反应生成2mol NH₃过程中能量变化示意图，反应焓变△H=335KJ/mol﹣427.2KJ/mol=﹣92.2KJ/mol，

N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=﹣92.2KJ/mol

1      3      0  

0.2    0.6    0.4

生成0.4mol氨气放热=×92，2KJ=18.44KJ；

若在同体积的容器中充入2mol N₂和6mol H₂，可以看作在原来平衡中加入1mol氮气和3mol氢气，相当于增大压强，平衡正向进行达平衡后放出的热量Q₂ 大于2Q1；

故答案为：18.44，＞；

点评：  本题考查了热化学方程式和盖斯定律的计算应用，反应键能计算费用焓变，图象分析理解，注意反应焓变的意义理解，掌握基础是关键，题目难度中等．