Question

13．写出下列反应的热化学方程式
（1）16gCH₄（g）与适量O₂（g）反应生成CO₂（g）和H₂O（l），放出890.3kJ热量CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol．
（2）在101kPa时，H₂在1mol O₂中完全燃烧生成2mol液态水，放出571.6kJ的热量，写出H₂燃烧热的热化学方程式为H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol．
（3）1.00L 1.00mol/L硫酸与2.00L 1.00mol/L NaOH溶液完全反应，放出114.6kJ的热量，表示其中和热的热化学方程式为$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol．
（4）已知拆开1mol H-H键，1mol N-H键，1mol N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N₂（g）与H₂（g）反应生成NH₃（g）的热化学方程式为N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1．
（5）已知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₁
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₂
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₃
①液态水转化气态水的热化学方程式为H₂O（l）═H₂O（g）△H=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{2}}{2}$．
②CO和H₂分别燃烧生成CO₂（g）和H₂O（g），欲得到相同热量，所需CO和H₂的体积比是$\frac{△H1}{△H3}$．

Answer 1

分析 （1）在25℃、101kPa下，16g甲烷（CH₄）的物质的量为1mol，燃烧时消耗2mol氧气生成CO₂和液态水时放热890.3kJ，书写热化学方程式时要标明物质的聚集状态；
（2）如写氢气燃烧热的热化学方程式，则应有1mol氢气参加反应；
（3）1.00L 1.00mol/L硫酸与2.00L 1.00mol/L NaOH溶液完全反应，放出114.6kJ的热量，此时生成2mol水，书写中和热的热化学方程式，应生成1mol水；
（4）化学反应中，化学键断裂吸收能量，形成新化学键放出能量，根据方程式计算分别吸收和放出的能量，以此计算反应热并判断吸热还是放热；
（5）利用盖斯定律来计算；根据物质的质量与热量之间的关系计算体积比．

解答 解：（1）1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热890.3KJ；故燃烧的热化学方程式为：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ•mol^-1，
故答案为：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3 kJ/mol；
（2）如写氢气燃烧热的热化学方程式，则应有1mol氢气参加反应，放出热量为285.8kJ，热化学方程式为H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol，
故答案为：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol；
（3）1.00L 1.00mol/L硫酸与2.00L 1.00mol/L NaOH溶液完全反应，放出114.6kJ的热量，此时生成2mol水，书写中和热的热化学方程式，应生成1mol水，放出的热量为57.3kJ，热化学方程式为$\frac{1}{2}$ H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol，
故答案为：$\frac{1}{2}$ H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol；
（4）在反应N₂+3H₂?2NH₃中，断裂3molH-H键，1mol N三N键共吸收的能量为：3×436kJ+946kJ=2254kJ，生成2mol NH₃，共形成6mol N-H键，放出的能量为：6×391kJ=2346kJ，吸收的热量少，放出的热量多，该反应为放热反应，放出的热量为：2346kJ-2254kJ=92kJ；
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1；
（5）①2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₁
     ②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₂
由$\frac{①-②}{2}$得，H₂O（l）═H₂O（g）△H=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{2}}{2}$，故答案为：H₂O（l）═H₂O（g）△H=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{2}}{2}$；    
②设放出的热量为Q，由2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₁得需要H₂的物质的量$\frac{2Q}{△H1\;}$，由2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₃得需要CO的物质的量为$\frac{2Q}{△H3}$，所需CO和H₂的体积比=物质的量之比是$\frac{△H1}{△H3}$，故答案为：$\frac{△H1}{△H3}$．

点评 本题主要考查了热化学方程式的书写，为高频考点，侧重于学生的分析、计算能力的考查，需要注意的有：物质的状态、反应热的数值与单位，反应热的数值与化学方程式前面的系数成正比．同时还考查了反应热的计算，题目难度不大，注意把握从键能的角度计算反应热的方法．