Question

1．写出下列反应的热化学方程式．
（1）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
（2）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
（3）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=-92 kJ/mol
（4）已知：①Fe₂O₃（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO₂（g）△H₁=-25kJ/mol
②3Fe₂O₃（s）+CO（g）═2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H₂=-47kJ/mol
③Fe₃O₄（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO₂（g）△H₃=+19kJ/mol
请写出CO还原FeO的热化学方程式：CO（g）+FeO（s）═Fe（s）+CO₂（g）△H=-11 kJ/mol
（5）在101kPa下，CH₄（g）、H₂（g）、C（s）的燃烧热分别为890.3kJ/mol、285.8kJ/mol和393.5kJ/mol，则反应C（s）+2H₂（g）=CH₄（g）的反应热△H=-74.8kJ/mol．
（6）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=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{2}}{2}$kJ/mol
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$\frac{△{H}_{1}}{△{H}_{3}}$．

Answer 1

分析 （1）在101kPa时，一定量H₂在O₂中完全燃烧生成2.00mol液态H₂O．放出571.6kJ的热量，燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，计算1mol氢气完全燃烧放出的热量，结合热化学方程式的书写方法写出热化学方程式；
（2）中和热的概念：稀的强酸和强碱反应生成1mol水所放出的热量求出中和热，以此书写中和热的热化学方程式；
（3）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；
（4）盖斯定律盖斯定律盖斯定律的含义是反应热是状态函数，与反应途径无关，根据目标方程式将已知的热化学方程式运用叠加的方法，得到目标方程式，反应热作相应的运算；
（5）燃烧热是指1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，表示燃烧热的热化学方程式中可燃物为1mol，产物为稳定氧化物．碳单质、氢气、甲烷的热化学方程式分别为：
①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol；
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol；
③CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol，根据盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
（6）①依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
②依据热化学方程式列式计算得到．

解答 解：（1）一定量H₂在O₂中完全燃烧生成2.00mol液态H₂O放出571.6kJ的热量，所以1mol氢气完全燃烧放出热量285.8KJ，氢气燃烧热的热化学方程式为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；
（2）1.00L 1.00mol/L H₂SO₄溶液与2.00L 1.00mol/L NaOH溶液完全反应，放出114.6kJ的热量，即生成2mol水放出114.6kJ的热量，反应的反应热为-11.46kJ/mol，中和热为-57.3kJ/mol，则中和热的热化学方程式：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（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；
（3）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，吸收的能量少，放出的能量多，该反应为放热反应，放出的热量为：2346kJ-2254kJ=92kJ，热化学方程式为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92 kJ/mol；
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92 kJ/mol；
（4）：①Fe₂O₃（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO₂（g），△H1=-25KJ/mol
②3Fe₂O₃（s）+CO（g）═2Fe₃O₄（s）+CO₂（g），△H2=-47KJ/mol
③Fe₃O₄（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO₂（g），△H3=19KJ/mol
根据盖斯定律将方程式变形（3×①-②-2×③）÷6得：
Fe（s）+CO（g）═Fe（s）+CO₂（g），△H=（3×△H₁-△H₂-2×△H₃）÷6=-11KJ/mol．
故答案为：CO（g）+FeO（s）═Fe（s）+CO₂（g）△H=-11 kJ/mol；
（5）实验测得碳单质、氢气、甲烷的燃烧热（△H）分别为-393.5kJ/mol、-285.8kJ/mol、-890.3kJ/mol，则它们的热化学反应方程式分别为：
①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol；
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol；
③CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol；
根据盖斯定律，由①+②×2-③得，C（s）+2H₂（g）=CH₄（g），△H=[（-393.5kJ/mol）+（-285.8kJ/mol）×2]-（-890.3kJ/mol）=-74.8kJ/mol，
故答案为：-74.8kJ/mol；
（6）①2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₁
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₂
两式相减除以2得到：H₂O（l）═H₂O（g）△H=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{2}}{2}$kJ/mol；
故答案为：H₂O（l）═H₂O（g）△H=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{2}}{2}$kJ/mol；
②CO和H₂分别燃烧生成CO₂（g）和H₂O（g），欲得到相同热量，设氢气和一氧化碳物质的量分别为x，y
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₁
2△H₁
x                      $\frac{X△{H}_{1}}{2}$
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₃
2△H₃
y                       $\frac{y△{H}_{3}}{2}$
$\frac{X△{H}_{1}}{2}$=$\frac{y△{H}_{3}}{2}$

所需CO和H₂的体积比等于物质的量之比=$\frac{△{H}_{1}}{△{H}_{3}}$，
故答案为：$\frac{△{H}_{1}}{△{H}_{3}}$．

点评 本题主要考查了热化学方程式的书写，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．