Question

化学反应中的能量变化，是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同所致．如图为N₂（g）和O₂（g）生成NO（g）过程中的能量变化．

（1）人们通常把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能．键能的大小可以衡量化学键的强弱，则N≡N的键能为

 

kJ?mol^-1，由上图写出N₂（g）和O₂（g）生成NO（g）的热化学反应方程式

 

．
（2）1840年，俄国化学家盖斯在分析了许多化学反应热效应的基础上，总结出一条规律：“一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同的．”这个规律被称为盖斯定律．有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可以利用盖斯定律间接计算求得．
①根据下列反应的热化学反应式，计算由C（石墨）和H₂（g）反应生成1molC₂H₂（g）的△H．
C（石墨）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-393.5kJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₂=-571.6kJ?mol^-1
2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O（l）△H₃=-2599.2kJ?mol^-1，
则由C（石墨）和H₂（g）反应生成1molC₂H₂（g）的△H=

 

kJ?mol^-1．
②已知3.6g碳在6.4g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出XkJ热量．已知单质碳的燃烧热为YkJ?mol^-1，则1molC与O₂反应生成CO的反应热△H=

 

．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,有关反应热的计算

专题：

分析：（1）根据拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能，结合图示即可解答；根据反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能计算；
（2）①可以先根据反应物和生成物书写化学方程式，根据盖斯定律计算反应的焓变，最后根据热化学方程式的书写方法来书写热化学方程式；
②碳在氧气中燃烧，氧气不足发生反应2C+O₂

点燃  .

2CO，氧气足量发生反应C+O₂

点燃  .

CO₂．3.6g碳的物质的量为0.3mol，6.4g的氧气的物质的量为0.2mol，n（C）：n（O₂）=3：2，介于2：1与1：1之间，所以上述反应都发生．令生成的CO为xmol，CO₂为ymol，根据碳元素与氧元素守恒列方程计算x、y的值，计算生成ymol二氧化碳的热量，放出的总热量减去生成二氧化碳放出的热量为生成xmolCO放出的热量，据此计算1molC与O₂反应生成CO的反应热△H．

解答： 解：（1）由图可知：N≡N键的键能为946kJ?mol^-1，反应热=反应物总键能-生成物总键能=946kJ?mol^-1+498kJ?mol^-1-2×632kJ?mol^-1=180 kJ?mol^-1，热化学方程式为：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180 kJ?mol^-1；
故答案为：946；N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180 kJ?mol^-1；
（2）①已知：①C （s，石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kJ?mol^-1；
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （l）△H₂=-571.6kJ?mol^-1；
③2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O （l）△H₂=-2599kJ?mol^-1；
2C （s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g）的反应可以根据①×2+②×

1

2

-③×

1

2

得到，
所以反应焓变△H=2×（-393.5kJ?mol^-1）+（-571.6kJ?mol^-1）×

1

2

-（-2599kJ?mol^-1）×

1

2

=+226.7kJ?mol^-1，
故答案为：+226.7kJ?mol^-1；
②碳在氧气中燃烧，氧气不足发生反应2C+O₂

点燃  .

2CO，氧气足量发生反应C+O₂

点燃  .

CO₂．
3.6g碳的物质的量为

3.6g

12g/mol

=0.3mol，6.4g的氧气的物质的量为

6.4g

32g/mol

=0.2mol，n（C）：n（O₂）=3：2，
介于2：1与1：1之间，所以上述反应都发生．令生成的CO为xmol，CO₂为ymol，
根据碳元素守恒有x+y=0.3，根据氧元素守恒有x+2y=0.2×2，联立方程，解得x=0.2，y=0.1．
单质碳的燃烧热为Y kJ/mol，所以生成0.1mol二氧化碳放出的热量为0.1mol×Y kJ/mol=0.1YkJ，
所以生成0.2molCO放出的热量为XkJ-0.1YkJ．由于碳燃烧为放热反应，所以反应热△H的符号为“-”，
故1mol C与O₂反应生成CO的反应热△H=-

XKJ-0.1YKJ

0.2mol

=-（5X-0.5Y）kJ/mol，
故答案为：-（5X-0.5Y）kJ?mol^-1．

点评：本题考查了反应热的计算，题目难度中等，②判断碳与氧气反应产物中一氧化碳与二氧化碳的物质的量是关键，注意反应热△H的单位与符号，注意盖斯定律计算应用．