Question

【題目】熱化學(xué)方程式中的ΔH實際上是熱力學(xué)中的一個物理量，叫做焓變，其數(shù)值和符號與反應(yīng)物和生成物的總能量有關(guān)，也與反應(yīng)物和生成物的鍵能有關(guān)。

(1)已知反應(yīng)CH3—CH3(g) → CH2=CH2(g)＋H2(g)，有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下。

化學(xué)鍵	C—H	C=C	C—C	H—H
鍵能/kJ·mol－1	414.4	615.3	347.4	435.3

試計算該反應(yīng)的反應(yīng)熱___________________________

(2)已知H2(g)＋Br2(l)＝2HBr(g)；ΔH＝－72 kJ/mol。蒸發(fā)1 mol Br2(l)需要吸收的能量為30 kJ，其它相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

	H2(g)	Br2(g)	HBr(g)
1 mol分子中的化學(xué)鍵斷裂時需要吸收的能量(kJ)	436	a	369

則表中a為__________

(3)依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進(jìn)行理論推算。試依據(jù)下列熱化學(xué)方程式，計算反應(yīng)

2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)的焓變ΔH＝________。

①CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－870.3 kJ·mol－1

②C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1

③H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l) ΔH3＝－285.8 kJ·mol－1

(4)如下圖Ⅰ所示表示的是NO2和CO反應(yīng)生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：___________________________________________________________________。

(5)圖Ⅱ表示氧族元素中的氧、硫、硒（Se）、碲（Te）在生成氫化物時的焓變數(shù)據(jù)，根據(jù)焓變數(shù)據(jù)可確定a、b、c、d分別代表哪種元素，試寫出硒化氫發(fā)生分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_____________________。

(6)已知：

①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)；ΔH＝－25 kJ·mol－1，

②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)；ΔH＝－47 kJ·mol－1，

③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)；ΔH＝+19 kJ·mol－1

請寫出CO還原FeO的熱化學(xué)方程式：__________________________。

(7) 火箭推進(jìn)器中盛有強還原劑液態(tài)肼（N2H4）和強氧化劑液態(tài)雙氧水。熱化學(xué)方程式為：N2H4(l) + 2H2O2(l) == N2(g) + 4 H2O(g) △ H＝－644.25 kJ/molspan>。又已知H2O (l) == H2O (g) ΔH＝+ 44 kJ/mol。則64g液態(tài)肼

與液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時放出的熱量是 _________________ kJ。

(8)焙燒產(chǎn)生的SO2可用于制硫酸。已知25 ℃、101 kPa時：

2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH1＝－197 kJ·mol－1；

H2O(g)===H2O(l) ΔH2＝－44 kJ·mol－1；

2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l) ΔH3＝－545 kJ·mol－1。

則SO3(g)與H2O(l)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是___________________。

Answer 1

【答案】 ＋125.6 kJ·mol－1 200 －488.3 kJ·mol－1 NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)；ΔH＝－234 kJ·mol－1 H2Se(g)===Se(g)＋H2(g)；ΔH＝-81 kJ/mol FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)；ΔH＝－11 kJ·mol－1 1640.5 SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l) ΔH＝－130 kJ·mol－1

【解析】(1)在反應(yīng)CH3-CH3→CH2=CH2+H2中，斷裂6mol C-H鍵，1mol C-C鍵共吸收的能量為：6×414.4kJ+347.4kJ=2833.8kJ，生成1molCH2=CH2和1molH2，共形成4molC-H鍵，1molC=C、1molH-H，共放出的能量為：4×414.4kJ+615.3kJ+435.3kJ=2708.2kJ，吸收的能量多，放出的能量少，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，吸收的熱量為：2833.8kJ-2708.2kJ=125.6 kJ，所以反應(yīng)熱為+125.6kJ/mol，故答案為：+125.6kJ/mol；

(2)在H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)△H=-72kJ/mol反應(yīng)中，1 mol Br2(l)需要吸收的能量為30 kJ，即Br2(g)=Br2(l)△H=-30kJ/mol，則H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)△H=-102kJ/mol，反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能減生成物的總鍵能，則△H=-102=436+a-2×369，a=200，故答案為：200；

(3) ①CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝－870.3 kJ·mol－1，②C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1，③H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l) ΔH3＝－285.8 kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律，將②×2+③×2-①得：2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l) ΔH＝(－393.5 kJ·mol－1)×2+(－285.8 kJ·mol－1)×2-(－870.3 kJ·mol－1)=－488.3 kJ·mol－1，故答案為：－488.3 kJ·mol－1；

(4)該反應(yīng)的焓變△H=E1-E2=134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol，所以熱化學(xué)方程式為：NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJmol-1，故答案為：NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJmol-1；

(5)非金屬元素氫化物的穩(wěn)定性與生成1mol氫化物時的△H的關(guān)系為：根據(jù)元素周期律，同一主族元素非金屬性越強，生成氣態(tài)氫化物越容易，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定；而根據(jù)熱力學(xué)，能量越低越穩(wěn)定，a、b、c、d依次為H2Te、H2Se、H2S、H2O；b為硒化氫的生成熱數(shù)據(jù)，則硒化氫分解放熱，且△H=-81kJ/mol，所以H2Se發(fā)生分解反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為H2Se(g)=Se(s)+H2(g) △H=-81kJ/mol，故答案為：H2Se(g)=Se(s)+H2(g) △H=-81kJ/mol；

(6)①Fe2O3(s)+3CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g)，△H1=-25kJ/mol，②3Fe2O3(s)+CO(g)═2Fe3O4(s)+CO2(g)，△H2=-47kJ/mol，③Fe3O4(s)+CO(g)═3FeO(s)+CO2(g)，△H3=19kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律將方程式變形(3×①-②-2×③)×得：Fe(s)+CO(g)═Fe(s)+CO2(g)，△H=(3×△H1-△H2-2×△H3)×=-11kJ/mol，故答案為：Fe(s)+CO(g)═Fe(s)+CO2(g)△H=-11kJ/mol；

(7)①N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=-644.25kJ/mol；②H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol；依據(jù)蓋斯定律①-②×4span>得到N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(l)△H=-820.75kJ/mol：則64g液態(tài)肼物質(zhì)的量==2mol；與液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時放出的熱量1640.5kJ，故答案為：1640.5kJ；

(8)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H1=一197kJ/mol ①，H2O (g)=H2O(1)△H2=一44kJ/mol ②，2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)△H3=一545kJ/mol③，利用蓋斯定律：(③-①-②×2)÷2 得SO3 (g)+H2O(l)=H2SO4(l)△H=-130kJ/mol，故答案為：SO3 (g)+H2O(l)=H2SO4(l)△H=-130kJ/mol。