Question

2．
（1）化学反应N₂+3H₂=2NH₃的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（l）；△H=-2（b+c-a）kJ•mol^-1．
（2）在298K时，1mol C₂H₆在氧气中完全燃烧生成CO₂和液态水，放出热量1558.3kJ．写出该反应的热化学方程式2 C₂H₆（g）+7 O₂（g）→4 CO₂（g）+6 H₂O（l）△H=-3116.6 kJ/mol．
（3）SiH₄是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO₂固体和H₂O（l）．已知室温下2g SiH₄自燃放出热量89.2kJ，该反应的热化学方程式为SiH₄（g）+2O₂（g）═SiO₂（s）+2H₂O（l）△H=-1427.2 kJ/mol．
（4）已知反应：N₂（g）+O₂ （g）=2NO（g）△H₁
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₂
N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H₃
利用上述三个反应，计算4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H₄ 的反应焓变
为2△H₁+3△H₂-2△H₃（用含△H₁、△H₂、△H₃的式子表示）．
（5）用H₂O₂和H₂SO₄的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜．已知：
①Cu（s）+2H⁺（aq）=Cu²⁺（aq）+H₂（g）△H₁=+64.39kJ•mol^-1
②2H₂O₂（l）=2H₂O（l）+O₂（g）△H₂=-196.46kJ•mol^-1
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H₃=-285.84kJ•mol^-1
在H₂SO₄溶液中，Cu与H₂O₂反应生成Cu²⁺和H₂O的热化学方程式为Cu（s）+H₂O₂（l）+2H⁺（aq）=Cu²⁺（aq）+2H₂O（l）△H=-319.68KJ/mol．
（6）已知：反应H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△H=-184kJ/mol
4HCl（g）+O₂（g）    $?_{400℃}^{CuO/CuCl_{2}}$     2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=-115.6kJ/mol

请回答：
H₂与O₂反应生成气态水的热化学方程式2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6 kJ/mol断开1mol H-O 键所需能量约为463.4kJ．

Answer 1

分析 （1）根据反应热等于反应物总能量减去生成物总能量计算反应热并书写热化学方程式，注意反应物的物质的量和生成物的聚集状态；
（2）依据热化学方程式的书写方法和注意问题写出，1mol C₂H₆在氧气中完全燃烧生成CO₂和液态水，放出热量1558.3kJ，2mol C₂H₆在氧气中完全燃烧生成CO₂和液态水放热3116.6 kJ；
（3）根据2g SiH₄自燃放出热量89.2kJ，计算1mol甲硅烷燃烧放出的热量，进而书写热化学方程式；
（4）由①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H₁
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₂
③N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H₃
结合盖斯定律可知，①×2+②×3-③×2可得4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g），以此计算；
（5）①Cu（s）+2H⁺（aq）=Cu²⁺（aq）+H₂（g）△H=+64.39kJ/mol
②2H₂O₂（l）=2H₂O（l）+O₂（g）△H=-196.46kJ/mol
③H₂（g）+1/2O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.84kJ/mol
依据盖斯定律①+$\frac{1}{2}$×②+③得到：Cu（s）+H₂O₂（l）+2H⁺（aq）=Cu²⁺（aq）+2H₂O（l）；
（6）根据盖斯定律来解答；依据反应热=拆化学键吸收的能量-形成化学键放出的能量来解答．

解答 解：（1）由图可以看出，$\frac{1}{2}$molN₂（g）+$\frac{3}{2}$molH₂（g）的能量为akJ，1molNH₃（g）的能量为bkJ，
所以 $\frac{1}{2}$N₂（g）+$\frac{3}{2}$H₂（g）=NH₃（g）；△H=（a-b）kJ/mol，
而1mol的NH₃（g）转化为1mol的NH₃（l）放出的热量为ckJ，
所以有：$\frac{1}{2}$N₂（g）+$\frac{3}{2}$H₂（g）=NH₃（l）；△H=（a-b-c）kJ/mol，
即：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（1）；△H=2（a-b-c）kJ•mol^-1．
故答案为：-2（b+c-a）kJ•mol^-1；
（2）1mol C₂H₆在氧气中完全燃烧生成CO₂和液态水，放出热量1558.3kJ，2mol C₂H₆在氧气中完全燃烧生成CO₂和液态水放热3116.6 kJ/，依据热化学方程式的书写原则结合定量关系写出反应为生成物、各物质的聚集状态、对应反应的焓变得到热化学方程式为：2 C₂H₆（g）+7 O₂（g）→4 CO₂（g）+6 H₂O（l）△H=-3116.6 kJ/mol；
故答案为：2 C₂H₆（g）+7 O₂（g）→4 CO₂（g）+6 H₂O（l）△H=-3116.6 kJ/mol；
（3）2g甲硅烷的物质的量为$\frac{2g}{32g/mol}$=$\frac{1}{16}$mol，放出89.2kJ的热量，则1mol甲硅烷完全燃烧放出的热量为44.6kJ×32=1427.2kJ，故热化学方程式为SiH₄（g）+2O₂（g）═SiO₂（s）+2H₂O（l）△H=-1427.2 kJ/mol，
故答案为：SiH₄（g）+2O₂（g）═SiO₂（s）+2H₂O（l）△H=-1427.2 kJ/mol；
（4）由①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H₁
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₂
③N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H₃
结合盖斯定律可知，①×2+②×3-③×2可得4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g），
则△H₄=2△H₁+3△H₂-2△H₃，
故答案为：2△H₁+3△H₂-2△H₃；
（5）①Cu（s）+2H⁺（aq）=Cu²⁺（aq）+H₂（g）△H=+64.39kJ/mol
②2H₂O₂（l）=2H₂O（l）+O₂（g）△H=-196.46kJ/mol
③H₂（g）+1/2O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.84kJ/mol
依据盖斯定律①+$\frac{1}{2}$×②+③得到：Cu（s）+H₂O₂（l）+2H⁺（aq）=Cu²⁺（aq）+2H₂O（l）△H=-319.68KJ/mol；
故答案为：Cu（s）+H₂O₂（l）+2H⁺（aq）=Cu²⁺（aq）+2H₂O（l）△H=-319.68KJ/mol；
（6）①H₂（g）+Cl₂（g）═2HCl（g）△H=-184kJ/mol
②4HCl（g）+O₂（g） $?_{400℃}^{CuO/CuCl_{2}}$ 2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=-115.6kJ/mol
根据盖斯定律①×2+②得：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6 kJ/mol，
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6 kJ/mol，△H=断裂化学键吸收的能量-形成化学键放出的能量=2×436KJ+498KJ-4×H-O=-483.6 kJ，则得到H-O的键能=463.4kJ；
故答案为：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6 kJ/mol；463.4．

点评 本题考查了热化学方程式的书写原则和注意问题，盖斯定律的应用，键能计算焓变的方法，本题难度中等．