Question

20．回答下列問題：
（1）寫出稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應表示中和熱的熱化學方程式：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol（中和熱數值為57.3kJ/mol）．
（2）取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液進行實驗，②近似認為0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm³，中和后生成溶液的比熱容c=4.18J/（g•℃）．實驗中測得起始溫度與終止溫度的平均溫差為4.0℃則中和熱△H=-53.5kJ/mol（取小數點后一位）．用相同濃度和體積的氨水（NH₃•H₂O）代替NaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數值會偏小．（填“偏大”、“偏小”、“無影響”）
（3）X、R是短周期主族元素，X、R在周期表中的相對位置如表所示；X元素最低負化合價的絕對值等于其原子的最外層電子數； 已知由X和R形成的液態(tài)化合物XR₂的燃燒熱是1075kJ/mol，試寫出表示其燃燒熱的熱化學方程式CS₂（l）+3O₂（g）=CO₂（g）+2SO₂（g）△H=-1075kJ/mol．寫出化合物XR₂的結構式S=C=S．

	X
			R

（4）白磷、紅磷是磷的兩種同素異形體，在空氣中燃燒得到磷的氧化物，空氣不足時生成P₄O₆，空氣充足時生成P₄O₁₀．已知298K時白磷、紅磷完全燃燒的熱化學方程式分別為P₄（s，白磷）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H₁=-2 983.2kJ•mol^-1．在298K時白磷不完全燃燒的熱化學方程式為P₄（s，白磷）+3O₂（g）═P₄O₆（s）△H=-1638kJ•mol^-1．在某密閉容器中加入62g白磷和50.4L氧氣（標準狀況），控制條件使之恰好完全反應．則所得到的P₄O₁₀與P₄O₆的物質的量之比為3：1，反應過程中放出的熱量為1323.45 kJ．

Answer 1

分析 （1）根據物質的量與熱量的關系以及熱化學方程式的書寫方法來解答；
（2）根據Q=m•c•△T計算出反應放出的熱量，然后計算出生成1mol水放出的熱量，就可以得到中和熱
（3）由短周期元素，X元素最低負化合價的絕對值等于其原子的最外層電子數，設最外層電子數為x，則有8-x=x，x=4，則X為C元素，根據在元素周期表的相對位置可知R為S元素；
（4）設P₄O₁₀物質的量為x，P₄O₆物質的量為y，結合原子守恒計算得到，依據熱化學方程式計算反應放出的熱量．

解答 解：（1）中和熱是指在稀溶液中，強酸和強堿發(fā)生中和反應生成1mol H₂O時，放出57.3kJ的熱量，則中和熱的熱化學方程式為：1/2H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=1/2Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol，
故答案為：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol；
（2）50mL0.50mol/L氫氧化鈉與30mL0.50mol/L硫酸溶液進行中和反應，生成水的物質的量為0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液的質量為：80mL×1g/cm³=80g，溫度變化的值為△T=4.0℃，則生成0.025mol水放出的熱量為：Q=m•c•△T=80g×4.18J/（g•℃）×4.0℃=1337.6J，即1.3376KJ，所以實驗測得的中和熱△H=-$\frac{1.3376kJ}{0.025mol}$=-53.5kJ/mol；用相同濃度和體積的氨水（NH₃•H₂O）代替NaOH溶液進行上述實驗，氨水是弱電解質，電離吸熱，導致測得的中和熱的數值會偏��；
故答案為：-53.5kJ/mol；偏��；
（3）由短周期元素，X元素最低負化合價的絕對值等于其原子的最外層電子數，設最外層電子數為x，則有8-x=x，x=4，則X為C元素，根據在元素周期表的相對位置可知R為S元素；由X和R形成的液態(tài)化合物為CS₂，根據燃燒熱可寫出反應的熱化學方程式為
CS₂（l）+3O₂（g）=CO₂（g）+2SO₂（g）△H=-1075kJ/mol；CS₂是直線型分子，其結構式為S=C=S；
故答案為：CS₂（l）+3O₂（g）=CO₂（g）+2SO₂（g）△H=-1075kJ/mol；S=C=S；
（4）在某密閉容器中加入62g白磷和50.4L氧氣（標準狀況），白磷中磷原子物質的量=$\frac{62g}{31g/mol}$=2mol原子，氧氣物質的量=$\frac{50.4L}{22.4L/mol}$=2.25mol，含有4.5mol氧原子；依據原子守恒列式計算：設P₄O₁₀物質的量為x，P₄O₆物質的量為y
$\left\{\begin{array}{l}{4x+4y=2mol}\\{5x+3y=2.25mol}\end{array}\right.$
計算出x=0.375mol，y=0.125mol
最后生成0.375molP₄O₁₀，0.125molP₄O₆mol，故物質的量之比為3：1；
P₄（白磷，s）+3O₂（g）═P₄O₆（s）△H=-1 638kJ•mol^-1；
P₄（白磷，s）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H₁=-2 983.2kJ•mol^-1；
放出的熱量=0.375mol×（-2983.2KJ/mol）+0.125 mol×（-1638KJ/mol）=1323.45kJ；
故答案為：3：1；1323.45 kJ．

點評 本題考查了物質結構分析，熱化學方程式書寫和蓋斯定律計算應用，原子守恒和化學方程式的計算方法應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．