Question

8．為了合理利用化學(xué)能，確保安全生產(chǎn)，化工設(shè)計需要充分考慮化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱，并采取相應(yīng)措施．化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱通常用實驗進(jìn)行測定，也可進(jìn)行理論推算．
（1）25℃下實驗測得，5g甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳?xì)怏w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(xué)方程式2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/mol
（2）合成氨反應(yīng)：$\frac{1}{2}$N₂（g）+$\frac{3}{2}$H₂（g）?NH₃（g），反應(yīng)過程的能量變化如圖1所示．已知N₂（g）與H₂（g）反應(yīng)生成34gNH₃（g），放出92.2kJ的熱量．請回答下列問題：
該反應(yīng)通常用鐵作催化劑，加催化劑會使圖中E變�。ㄌ睢按蟆被颉靶　保�，圖中△H=-46.1kJ/mol
（3）由氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的能量叫鍵能．從化學(xué)鍵的角度分析，化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵的破壞和生成物的化學(xué)鍵的形成過程．在化學(xué)反應(yīng)過程中，拆開化學(xué)鍵需要消耗能量，形成化學(xué)鍵又會釋放能量．

化學(xué)鍵	H-H	N-H	N≡N
鍵能/kJ•mol-1	436	391	945

已知反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=a kJ•mol^-1．試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)估算a 的值：-93．
（4）已知：△H₂=+44kJ•mol^-1，△H₃=-285.8kJ•mol^-1圖2列出它們之間的轉(zhuǎn)變關(guān)系．請計算298K時由H₂O（g）生成1molH₂（g）和1/2molO₂（g）反應(yīng)的△H₁=-（△H₂+△H₃）（用△H₂、△H₃表示△H₁計算等式），+241.8kJ•mol^-1（計算△H₁數(shù)據(jù)結(jié)果）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法可知，化學(xué)計量數(shù)與反應(yīng)熱成正比，并注意標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)來解答；
（2）依據(jù)催化劑降低反應(yīng)的活化能加快反應(yīng)速率分析；結(jié)合已知N₂（g）與H₂（g）反應(yīng)生成34g NH₃（g），放出92.2kJ的熱量，分析圖象是合成氨反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），計算得到；
（3）根據(jù)反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能求算；
（4）根據(jù)圖2寫出反應(yīng)2和反應(yīng)3的熱化學(xué)方程式，然后根據(jù)蓋斯定律來分析．

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2molCH₃OH在氧氣中燃燒生成CO₂和液態(tài)水，放出1452.8kJ熱量，
則熱化學(xué)方程式為：2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/mol，
故答案為：2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/mol；
（2）催化劑降低反應(yīng)的活化能加快反應(yīng)速率，則加催化劑會使圖中E變小；已知N₂（g）與H₂（g）反應(yīng)生成34g NH₃（g），放出92.2kJ的熱量，圖象是表示的是反應(yīng)$\frac{1}{2}$N₂（g）+$\frac{3}{2}$H₂（g）=NH₃（g）能量變化，由于生成34g氨氣放熱92.2kJ，則生成17g氨氣時放熱46.1KJ，故熱化學(xué)方程式為：$\frac{1}{2}$N₂（g）+$\frac{3}{2}$H₂（g）=NH₃（g）△H=-46.1kJ/mol，
故答案為：��；-46.1kJ/mol；
（3）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；
（4）根據(jù)圖2可知：H₂O（l）=H₂O（g）△H₂=+44kJ•mol^-1②
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H₃=-285.8kJ•mol^-1③
將-③-②可得：H₂O（g）=H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）△H₁=-（△H₂+△H₃）=-[（-285.8kJ•mol^-1）+（+44kJ•mol^-1）]=+241.8kJ•mol^-1，
故答案為：-（△H₂+△H₃）；+241.8kJ•mol^-1．

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