Question

15．（1）黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的原理为：S+2KNO₃+3C═K₂S+N₂+3CO₂，已知碳的燃烧热△H₁=a kJ•mol^-1；S（s）+2K（s）═K₂S（s）△H₂=b kJ•mol?¹；2K（s）+N₂（g）+3O₂（g）═2KNO₃（s）△H₃=c kJ•mol?¹；写出黑火药爆炸的热化学方程式：S（s）+2KNO₃（s）+3C（s）═K₂S（s）+N₂（g）+3CO₂（g）△H=（3a+b-c）kJ/mol．
（2）已知：P₄（s）+6Cl₂（g）=4PCl₃（g）△H=akJ•mol^-1；P₄（s）+10Cl₂（g）=4PCl₅（g）△H=bkJ•mol^-1；P₄具有正四面体结构，PCl₅中P-Cl键的键能为ckJ•mol^-1，PCl₃中P-Cl键的键能为1.2ckJ•mol^-1，则Cl-Cl键的键能为0.25b-0.25a+1.4c．
（3）已知碘与氢气反应的热化学方程式是：①I₂（g）+H₂（g）?2HI（g）△H=-9.48kJ•mol^-1；②I₂（s）+H₂（g）?2HI（g）△H=+26.48kJ•mol^-1；则1mol固态碘转化为气态碘需要吸收（填“吸收”或“放出”）能量35.96kJ/mol．
（4）已知4Al（s）+3O₂（g）=2Al₂O₃（s）△H₁；4Fe（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃（s）△H₂，则△H₁＜△H ₂（填“＞”、“＜”或“无法确定”）

Answer 1

分析 （1）碳的燃烧热△H₁=a kJ•mol^-1，其热化学方程式为C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=a kJ•mol^-1①
S（s）+2K（s）═K₂S（s）△H₂=b kJ•mol^-1②
2K（s）+N₂（g）+3O₂（g）═2KNO₃（s）△H₃=c kJ•mol^-1③
将方程式3①+②-③得S（s）+2KNO₃（s）+3C（s）═K₂S（s）+N₂（g）+3CO₂（g），其反应热进行相应的改变，据此计算反应热；
（2）依据盖斯定律和已知热化学方程式求出Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g）的反应热，再依据焓变=反应物键能之和-生成物键能之和计算分析；
（3）已知：①I₂（g）+H₂（g）?2HI（g）△H=-9.48kJ•mol^-1；②I₂（s）+H₂（g）?2HI（g）△H=+26.48kJ•mol^-1，利用盖斯定律将①-②可得I₂（g）=I₂（s）△H=-9.48kJ•mol^-1-26.48kJ•mol^-1=-35.96kJ•mol^-1；
（4）根据盖斯定律利用铝热反应为放热反应来判断．

解答 解：（1）碳的燃烧热△H₁=a kJ•mol^-1，其热化学方程式为C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=a kJ•mol^-1①
S（s）+2K（s）═K₂S（s）△H₂=b kJ•mol^-1②
2K（s）+N₂（g）+3O₂（g）═2KNO₃（s）△H₃=c kJ•mol^-1③
将方程式3①+②-③得S（s）+2KNO₃（s）+3C（s）═K₂S（s）+N₂（g）+3CO₂（g），则△H=x kJ•mol^-1=（3a+b-c）kJ•mol^-1，所以x=3a+b-c，
故答案为：S（s）+2KNO₃（s）+3C（s）═K₂S（s）+N₂（g）+3CO₂（g）△H=（3a+b-c）kJ/mol；
（2）已知：①P₄（g）+6Cl₂（g）=4PCl₃（g）△H=a kJ?mol^-1；
②P₄（g）+10Cl₂（g）=4PCl₅（g）△H=b kJ?mol^-1；
利用“盖斯定律”，（②-①）×$\frac{1}{4}$得：Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g）△H=$\frac{b-a}{4}$KJ•mol^-1，
由Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g）△H=$\frac{b-a}{4}$KJ•mol^-1 可得E（Cl-Cl）+3×1.2c-5c=$\frac{b-a}{4}$，
因此可得：E（Cl-Cl）=$\frac{b-a+5.6c}{4}$kJ•mol^-1=1.4c+0.25b-0.25akJ•mol^-1；
故答案为：1.4c+0.25b-0.25a；
（3）已知：①I₂（g）+H₂（g）?2HI（g）△H=-9.48kJ•mol^-1；②I₂（s）+H₂（g）?2HI（g）△H=+26.48kJ•mol^-1，利用盖斯定律将①-②可得I₂（g）=I₂（s）△H=-9.48kJ•mol^-1-26.48kJ•mol^-1=-35.96kJ•mol^-1，所以1mol固态碘转化为气态碘需吸收35.96kJ的能量；
故答案为：吸收；35.96；
（4）4Al（s）+3O₂（g）═2Al₂O₃（s）△H₁ ①
4Fe（s）+3O₂（g）═2Fe₂O₃（s）△H₂ ②
由盖斯定律①-②，得：4Al（s）+2Fe₂O₃═2Al₂O₃（s）+4Fe（s）△H₁ -△H₂，
铝热反应为放热反应，即△H₁ -△H₂＜0，所以△H₁＜△H₂，
故答案为：＜．

点评 本题考查盖斯定律的应用，侧重考查学生分析计算能力，明确目标方程式与已知方程式的关系是解本题关键，注意方程式可以进行加减，题目难度中等．