Question

到目前為止，由化學(xué)能轉(zhuǎn)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(xué)方程式為   ．

（2）化學(xué)反應(yīng)中放出的熱能（焓變，△H）與反應(yīng)物和生成物的鍵能（E）有關(guān)．

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(guān)注．已知：

2Cu（s）+O₂（g）═Cu₂O（s）△H=﹣169kJ•mol﹣¹，

C（s）+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(xué)方程式為   ．

（4）①如圖是N₂和H₂反應(yīng)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(nèi)放入1mol N₂和3mol H₂，達(dá)平衡后N₂的轉(zhuǎn)化率為20%，則反應(yīng)放出的熱量為Q₁ kJ，則Q₁的數(shù)值為  ；若在同體積的容器中充入2mol N₂和6mol H₂，達(dá)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(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計算；燃燒熱；熱化學(xué)方程式．

分析：  （1）依據(jù)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(jié)合熱化學(xué)方程式書寫方法，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)焓變；

（2）依據(jù)反應(yīng)焓變=反應(yīng)物鍵能總和﹣生成物鍵能總和計算得到；

（3）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學(xué)方程式；

（4）①依據(jù)圖象分析，生成2mol氨氣反應(yīng)焓變=斷裂化學(xué)鍵吸收能量﹣形成化學(xué)鍵放出能量計算得到1mol氨氣放出熱量；

②依據(jù)化學(xué)平衡計算生成氨氣物質(zhì)的量，結(jié)合熱化學(xué)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(dāng)于增大壓強，平衡正向進(jìn)行計算分析達(dá)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(xué)方程式為：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=﹣704kJ•mol^﹣1，

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

（2）焓變△H=反應(yīng)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）+O₂（g）═Cu₂O（s）△H=﹣169kJ•mol﹣¹，

②C（s）+O₂（g）═CO（g）△H=﹣110.5kJ•mol﹣¹，

③2Cu（s）+O₂（g）═2CuO（s）△H=﹣314kJ•mol﹣¹

依據(jù)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(xué)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(yīng)生成2mol NH₃過程中能量變化示意圖，反應(yīng)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(yīng)生成2mol NH₃過程中能量變化示意圖，反應(yīng)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=×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(dāng)于增大壓強，平衡正向進(jìn)行達(dá)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(xué)方程式和蓋斯定律的計算應(yīng)用，反應(yīng)鍵能計算費用焓變，圖象分析理解，注意反應(yīng)焓變的意義理解，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．