Question

到目前為止，由化學能轉變的熱能或電能仍然是人類使用的最主要的能源．
（1）在25℃、101kPa下，16g的甲醇（CH₃OH）完全燃燒生成CO₂和液態(tài)水時放出352kJ的熱量，則表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式為

 

．
（2）化學反應中放出的熱能（焓變，△H）與反應物和生成物的鍵能（E）有關．
已知：H₂ （g）+Cl₂ （g）=2HCl （g）△H=-185kJ/molE（H-H）=436kJ/mol E（Cl-Cl）=243kJ/mol則E（H-Cl）=

 

（3）納米級Cu₂O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關注．已知：
2Cu（s）+

1

2

O₂（g）═Cu₂O（s）△H=-169kJ?mol-¹，
C（s）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H=-110.5kJ?mol-¹，
2Cu（s）+O₂（g）═2CuO（s）△H=-314kJ?mol-¹
則工業(yè)上用炭粉在高溫條件下還原CuO制取Cu₂O和CO的熱化學方程式為

 

．
（4）①如圖是N₂和H₂反應生成2mol NH₃過程中能量變化示意圖，請計算每生成1mol NH₃放出熱量為：

 

．
②若起始時向容器內放入1mol N₂和3mol H₂，達平衡后N₂的轉化率為20%，則反應放出的熱量為Q₁ kJ，則Q₁的數值為

 

；若在同體積的容器中充入2mol N₂和6mol H₂，達平衡后放出的熱量為Q₂ kJ，則Q₂

 

 2Q₁（填“＞”、“＜”或“=”）

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,燃燒熱,熱化學方程式

專題：

分析：（1）依據燃燒熱概念是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量，題干所給量計算32g甲醇燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放熱，結合熱化學方程式書寫方法，標注物質聚集狀態(tài)和對應焓變；
（2）依據反應焓變=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和計算得到；
（3）依據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式；
（4）①依據圖象分析，生成2mol氨氣反應焓變=斷裂化學鍵吸收能量-形成化學鍵放出能量計算得到1mol氨氣放出熱量；
②依據化學平衡計算生成氨氣物質的量，結合熱化學方程式計算Q₁，若在同體積的容器中充入2mol N₂和6mol H₂，可以看作在原來平衡中加入1mol氮氣和3mol氫氣，相當于增大壓強，平衡正向進行計算分析達平衡后放出的熱量為Q₂ kJ．

解答： 解：（1）在25℃、101kPa下，16g甲醇（CH₃OH）燃燒生成CO₂和液態(tài)水時放熱352kJ．32g甲醇燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出熱量為704KJ；則表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式為：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-704kJ?mol^-1，
故答案為：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-704kJ?mol^-1；
（2）焓變△H=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和，H₂ （g）+Cl₂ （g）=2HCl （g）△H=-185kJ/mol，E（H-H）=436kJ/mol，E（Cl-Cl）=243kJ/mol，
E（H-H）+E（Cl-Cl）-2E（H-Cl）=△H，
則E（H-Cl）=432 kJ/mol；
故答案為：432 kJ/mol；
（3）①2Cu（s）+

1

2

O₂（g）═Cu₂O（s）△H=-169kJ?mol-¹，
②C（s）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H=-110.5kJ?mol-¹，
③2Cu（s）+O₂（g）═2CuO（s）△H=-314kJ?mol-¹
依據蓋斯定律①+②-③得到工業(yè)上用炭粉在高溫條件下還原CuO制取Cu₂O和CO的熱化學方程式為：C（s）+2CuO（s）=Cu₂O（s）+CO（g）△H=+34.5 KJ/mol；
故答案為：C（s）+2CuO（s）=Cu₂O（s）+CO（g）△H=+34.5 KJ/mol；
（4）①如圖是N₂和H₂反應生成2mol NH₃過程中能量變化示意圖，反應焓變△H=335KJ/mol-427.2KJ/mol=-92.2KJ/mol，所以生成1mol氨氣放熱46.1KJ；
故答案為：46.1 kJ；
 ②如圖是N₂和H₂反應生成2mol NH₃過程中能量變化示意圖，反應焓變△H=335KJ/mol-427.2KJ/mol=-92.2KJ/mol，
N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.2KJ/mol
1      3      0  
0.2    0.6    0.4
生成0.4mol氨氣放熱=

0.4mol

2mol

×92，2KJ=18.44KJ；
若在同體積的容器中充入2mol N₂和6mol H₂，可以看作在原來平衡中加入1mol氮氣和3mol氫氣，相當于增大壓強，平衡正向進行達平衡后放出的熱量Q₂ 大于2Q1；
故答案為：18.44，＞；

點評：本題考查了熱化學方程式和蓋斯定律的計算應用，反應鍵能計算費用焓變，圖象分析理解，注意反應焓變的意義理解，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．