Question

為了合理利用化學能，確保安全生產，化工設計需要充分考慮化學反應的反應熱，并采取相應措施．化學反應的反應熱通常用實驗進行測定，也可進行理論推算．
（1）實驗測得，5g甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳氣體和液態(tài)水時釋放出113.5kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學方程式

 

（2）合成氨反應N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），反應過程的能量變化如圖所示．已知N₂（g）與H₂（g）反應生成17g  NH₃（g），放出46.1kJ的熱量．請回答下列問題：該反應通常用鐵作催化劑，加催化劑會使圖中E變

 

（填“大”或“小”），圖中△H=

 

（3）今有如下兩個熱化學方程式：?則a

 

b（填＞，=，＜）
H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H₁=a kJ?mol^-1?
H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H₂=b kJ?mol^-1??
（4）由氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學鍵釋放的最低能量叫鍵能．從化學鍵的角度分析，化學反應的過程就是反應物的化學鍵的破壞和生成物的化學鍵的形成過程．在化學反應過程中，拆開化學鍵需要消耗能量，形成化學鍵又會釋放能量．

化學鍵	H-H	N-H	N≡N
鍵能/kJ?mol-1	436	391	945

已知反應N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=a kJ?mol^-1．試根據表中所列鍵能數據估算a 的值：

 

．
（5）依據蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學反應的反應熱進行推算．
已知：C（s）+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=-2599kJ?mol^-1
根據蓋斯定律，計算298K時由C（s）和H₂（g）生成1mol C₂H₂（g）反應的反應熱△H=

 

．

Answer 1

考點：有關反應熱的計算,用蓋斯定律進行有關反應熱的計算

專題：

分析：（1）根據熱化學方程式的書寫方法可知，化學計量數與反應熱成正比，并注意標明物質的聚集狀態(tài)來解答；
（2）依據催化劑降低反應的活化能加快反應速率分析；結合已知N₂（g）與H₂（g）反應生成17g NH₃（g），放出46.1kJ的熱量，分析圖象是合成氨反應N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），計算得到；
（3）氣態(tài)水轉化為液體水要放出熱量；
（4）根據反應熱等于反應物的總鍵能-生成物的總鍵能求算；
（5）依據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到．

解答： 解：（1）5gCH₃OH在氧氣中燃燒生成CO₂和液態(tài)水，放出113.5kJ熱量，64g即1molCH₃OH在氧氣中燃燒生成CO₂和液態(tài)水，放出1452.8kJ熱量，
則熱化學方程式為：2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ，
故答案為：2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8kJ/mol；
（2）催化劑降低反應的活化能加快反應速率，則加催化劑會使圖中E變��；已知N₂（g）與H₂（g）反應生成17g NH₃（g），放出46.1kJ的熱量，圖象是表示的是反應N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）能量變化，所以生成34g氨氣放熱92.2kJ，熱化學方程式為：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），△H=-92.2kJ/mol，
故答案為：��；-92.2kJ/mol；
（3）氣態(tài)水轉化為液體水要放出熱量，H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H₁=a kJ?mol^-1?
H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H₂=b kJ?mol^-1?，由于放熱反應反應熱為負值，則a＞b；
故答案為：＞；
（4）N₂（g）+3H₂（g）???2NH₃（g）△H=945kJ?mol^-1+436kJ?mol^-1×3-391kJ?mol^-1×6=-93kJ?mol^-1=a kJ?mol^-1，因此a=-93，
故答案為：-93；
（5）已知：①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kJ?mol^-1
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₂=-571.6kJ?mol^-1
③2C₂H₂（g）+5O₂（g）=4CO₂（g）+2H₂O（l）△H₃=-2599kJ?mol^-1
根據蓋斯定律，①×4+②-③得到反應的熱化學方程式為：4C（s）+2H₂（g）=2C₂H₂（g）△H=+453.4kJ?mol^-1；
熱化學方程式為：2C（s）+H₂（g）=C₂H₂（g）△H=+226.7kJ?mol^-1，
故答案為：+226.7kJ?mol^-1．

點評：本題考查了熱化學方程式書寫方法和蓋斯定律的計算應用等，焓變可以用反應物總鍵能-生成物總鍵能計算，題目難度中等．