Question

3．盖斯定律在科学研究中具有重要意义．请运用盖斯定律填空：
（1）已知：①Fe₂O₃（s）+3C（石墨）═2Fe（s）+3CO（g）△H₁；②C（石墨）+CO₂（g）═2CO（g）△H₂；高炉炼铁发生的主要反应为：Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）△H=△H₁-3△H₂（用△H₁、△H₂代数式表示）
（2）已知：①Mg（s）+Cl₂（g）═MgCl₂（s）△H=-64kJ•mol^-1；②2Mg（s）+TiCl₄（s）=MgCl₂（s）+Ti（s）△H=-512kJ•mol^-1；则Ti（s）+Cl₂（g）=TiCl₄（s）△H=-512kJ•mol^-1．
（3）甲醇是优质燃料．制备甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁；CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂；已知：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₃．则2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g） 的反应热△H=2△H₁-2△H₂+△H₃．
（4）合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得．有关化学反应的能量变化如图所示．

反应①②③为放热反应（填“吸热”或“放热”）．CH₄（g）与H₂O（g）反应生成CO（g）和H₂（g）的热化学方程式为CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+161.1kJ•mol^-1．
（5）尿素在农业生产中起重要作用，其合成过程分两步进行：
2NH₃（g）+CO₂ （g）?NH₂COONH₄（l）△H=-117kJ•mol^-1；NH₂COONH₄（l）?（NH₂）₂CO（g）+H₂O（g）△H=+15kJ•mol^-1．由氨气和二氧化碳合成尿素的热化学方程式是：2NH₃（g）+CO₂（g）?（NH₂）₂CO（g）+H₂O（g）△H=-102kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）依据盖斯定律①-②×3得到Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g），据此计算反应热；
（2）根据盖斯定律，①×2-②可得反应Ti（s）+Cl₂（g）=TiCl₄（s），据此计算△H；
（3）运用盖斯定律解答，注意分析待求反应中的反应物和生成物在已知反应中的位置，通过加减求得．
（4）依据图象分析反应过程都是能量降低的过程，说明反应是放热反应；写出对应热化学方程式，依据盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
（5）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需让化学方程式；

解答 解：（1）①Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H₁   
②C（石墨）+CO₂（g）=2CO（g）△H₂
依据盖斯定律①-②×3得到Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）△H=△H₁-3△H₂，
故答案为：△H₁-3△H₂；
（2）反应2Mg（s）+TiCl₄（l）═2MgCl₂（s）+Ti（s）可看做反应①×2-②得到，根据盖斯定律得△H-641kJ/mol×2-（-770 kJ/mol）=-512kJ•mol^-1，故答案为：-512 kJ•mol^-1；
（3）①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁
②CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂
③2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₃
据盖斯定律，①-②得：④CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=△H₁-△H₂
再④×2+③得：2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=2△H₁-2△H₂+△H₃
故答案为：2△H₁-2△H₂+△H₃；
（4）图象分析反应过程都是能量降低的过程，说明反应是放热反应；反应的热化学方程式为：
①CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-282KJ/mol
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8KJ/mol
③CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-846.3KJ/mol
由盖斯定律③-②×3-①得到：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）△H=+161.1kJ•mol^-1，
故答案为：放热；CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）△H=+161.1kJ•mol^-1；
（5）①2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（l）△H=-117kJ•mol^-1
②NH₂COONH₄（l）?（NH₂）₂CO（g）+H₂O（g）△H=+15kJ•mol^-1
依据盖斯定律①+②得到2NH₃（g）+CO₂（g）?（NH₂）₂CO（g）+H₂O（g）△H=-102kJ•mol^-1；
故答案为：2NH₃（g）+CO₂（g）?（NH₂）₂CO（g）+H₂O（g）△H=-102kJ•mol^-1；

点评 本题考查化学方程式的书写及计算、盖斯定律等，题目难度中等，注意根据盖斯定律解题．