Question

為了合理利用化學(xué)能，確保安全生產(chǎn)，化工設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定，也可進(jìn)行理論推算．
（1）實(shí)驗(yàn)測(cè)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(shí)釋放出113.5kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式

 

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

 

（填“大”或“小”），圖中△H=

 

（3）今有如下兩個(gè)熱化學(xué)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(xué)鍵釋放的最低能量叫鍵能．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(huì)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：

 

．
（5）依據(jù)蓋斯定律可以對(duì)某些難以通過實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱進(jìn)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(jù)蓋斯定律，計(jì)算298K時(shí)由C（s）和H₂（g）生成1mol C₂H₂（g）反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算

專題：

分析：（1）根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法可知，化學(xué)計(jì)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17g NH₃（g），放出46.1kJ的熱量，分析圖象是合成氨反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），計(jì)算得到；
（3）氣態(tài)水轉(zhuǎn)化為液體水要放出熱量；
（4）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；
（5）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)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(xué)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(yīng)的活化能加快反應(yīng)速率，則加催化劑會(huì)使圖中E變��；已知N₂（g）與H₂（g）反應(yīng)生成17g NH₃（g），放出46.1kJ的熱量，圖象是表示的是反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）能量變化，所以生成34g氨氣放熱92.2kJ，熱化學(xué)方程式為：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），△H=-92.2kJ/mol，
故答案為：小；-92.2kJ/mol；
（3）氣態(tài)水轉(zhuǎn)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(yīng)反應(yīng)熱為負(fù)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(jù)蓋斯定律，①×4+②-③得到反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：4C（s）+2H₂（g）=2C₂H₂（g）△H=+453.4kJ?mol^-1；
熱化學(xué)方程式為：2C（s）+H₂（g）=C₂H₂（g）△H=+226.7kJ?mol^-1，
故答案為：+226.7kJ?mol^-1．

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