Question

8．（1）将0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B₂H₆）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，该反应的热化学方程式为B₂H₆（g）+3O₂（g）═B₂O₃（s）+3H₂O（l）△H=-2165kJ/mol．又已知：H₂O（g）=H₂O（l）；△H₂=-44.0kJ/mol，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是1016.5kJ．
（2）已知：2NO₂（g）═N₂O₄（g）△H₁         2NO₂（g）═N₂O₄（l）△H₂
下列能量变化示意图中，正确的是（选填字母）A．

（3）依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算．
已知：C（s，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=-2 599kJ•mol^-1
根据盖斯定律，计算298K时由C（s，石墨）和H₂（g）生成1mol C₂H₂（g）反应的焓变（列出简单的计算式）：+226.7kJ•mol^-1．
（4）甲醇是一种新型的汽车动力燃料，工业上可通过CO和H₂化合来制备甲醇气体（结构简式为CH₃OH）． 已知某些化学键的键能数据如表：

化学键	C-C	C-H	H-H	C-O	C≡O	H-O
键能/kJ•mol-1	348	413	436	358	1072	463

已知CO中的C与O之间为叁键连接，则工业制备甲醇的热化学方程式为CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH （g）△H=-116 kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）0.3mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5KJ的热量，则1mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出2165KJ的热量，根据盖斯定律写出其热化学反应方程式，后根据物质的物质的量与反应放出的热量成正比来解答；
（2）降低温度，将NO₂（g）转化为N₂O₄（l）说明反应2NO₂（g）?N₂O₄（l）为放热反应，同种物质液态时能量比气态时能量低；
（3）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到，已知：①C_{（s，石墨）}+O_2（g）=CO_2（g）△H₁=+393.5kJ/mol
②2H_2（g）+O_2（g）=2H₂O _（l）△H₂=-571.6kJ/mol
③2C₂H_2（g）+5O_2（g）=4CO_2（g）+2H₂O _（l）△H₃=-2599kJ/mol
根据盖斯定律，①×4+②-③得到反应的热化学方程式为；
（4）依据化学反应焓变=反应物键能总和-生成物键能总和计算，标注物质聚集状态和对应反应的焓变写出热化学方程式．

解答 解：（1）0.3mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5KJ的热量，则1mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出2165KJ的热量，反应的热化学方程式为：B₂H₆（g）+3O₂（g）═B₂O₃（s）+3H₂O（l）△H=-2165kJ/mol，
①B₂H₆（g）+3O₂（g）═B₂O₃（s）+3H₂O（l）△H=-2165kJ/mol，
②H₂O（l）→H₂O（g）；△H=+44kJ/moL，
由盖斯定律可知①+②×3得：B₂H₆（g）+3O₂（g）═B₂O₃（s）+3H₂O（g）△H=-2033kJ/mol，
11.2L（标准状况）即0.5mol乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是2033kJ×0.5=1016.5kJ，
故答案为：B₂H₆（g）+3O₂（g）═B₂O₃（s）+3H₂O（l）△H=-2165kJ/mol；1016.5KJ；
（2）降低温度，将NO₂（g）转化为N₂O₄（l）说明反应2NO₂（g）?N₂O₄（l）为放热反应，所以在图象中该反应的反应物的总能量比生成物的总能量高，同种物质气态变液态会放出热量，即液态时能量比气态时能量低，则N₂O₄（l）具有的能量比N₂O₄（g）具有的能量低，图象A符合，故A正确，
故答案为：A．
（3）已知：①C_{（s，石墨）}+O_2（g）=CO_2（g）△H₁=+393.5kJ/mol
②2H_2（g）+O_2（g）=2H₂O _（l）△H₂=-571.6kJ/mol
③2C₂H_2（g）+5O_2（g）=4CO_2（g）+2H₂O _（l）△H₃=-2599kJ/mol
根据盖斯定律，①×4+②-③得到反应的热化学方程式为：4C_{（s，石墨）}+2H_2（g）=2C₂H_2（g） △H=（4△H₁+△H₂-△H₃）=+453.4kJ•mol^-1；
热化学方程式为：2C_{（s，石墨）}+H_2（g）=C₂H_2（g） △H=（4△H₁+△H₂-△H₃）×$\frac{1}{2}$=+226.7kJ•mol^-1，
故答案为：+226.7kJ•mol^-1．
（4）CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH （g），反应的焓变可以根据反应物的总键能和生成物的总键能计算得到，焓变=反应物总键能之和-生成物总键能之和，依据图表提供的化学键的键能计算得到，）△H₁═1072KJ/mol+2×436KJ/mol-（3×413KJ/mol+358KJ/mol+463KJ/mol）=-116 kJ•mol^-1，热化学方程式CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH （g）△H=-116 kJ•mol^-1，
故答案为：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH （g）△H=-116 kJ•mol^-1；

点评 本题考查燃烧热的热化学方程式的书写、焓变求算，注意表示热化学方程式的书写要注明物质聚集状态和反应热的正负号问题．本题考查了能量变化图的分析等，题目侧重于考查学生的综合运用能力，难度中等，注意基础知识的积累掌握是关键．