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)的焓變，并采取相應(yīng)措施。化學(xué)反應(yīng)的焓變通常用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測定，也可進(jìn)行理論推算。

(1)實(shí)驗(yàn)測得，5 g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113.5 kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式：___________________________________________。

(2)由氣態(tài)基態(tài)原子形成1 mol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)鍵的斷裂和生成物的化學(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。已知反應(yīng)N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)　ΔH＝a kJ·mol^－1。試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)估算a的數(shù)值：

________________________________________________________________________。

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

(3)依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實(shí)驗(yàn)直接測定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進(jìn)行推算。

已知：

C(石墨，s)＋O₂(g)===CO₂(g)

ΔH₁＝－393.5 kJ·mol^－1①

2H₂(g)＋O₂(g)===2H₂O(l)

ΔH₂＝－571.6 kJ·mol^－1②

2C₂H₂(g)＋5O₂(g)===4CO₂(g)＋2H₂O(l)

ΔH₃＝－2 599 kJ·mol^－1③

根據(jù)蓋斯定律，計(jì)算298 K時(shí)由C(石墨，s)和H₂(g)生成1 mol C₂H₂(g)反應(yīng)的焓變：________________________________________________________________________。

Answer 1

答案　(1)2CH₃OH(l)＋3O₂(g)===2CO₂(g)＋4H₂O(l)

ΔH＝－1 452.8 kJ·mol^－1

(2)－93

(3)ΔH＝226.7 kJ·mol^－1

解析　(1)5 g CH₃OH(l) 充分燃燒生成CO₂(g)和H₂O(l)，放出113.5 kJ的熱量，則1 mol CH₃OH充分燃燒時(shí)，放出的熱量為×113.5 kJ＝726.4 kJ，故其燃燒的熱化學(xué)方程式為CH₃OH(l)＋O₂(g)===CO₂(g)＋2H₂O(l)　ΔH＝－726.4 kJ·mol^－1，或2CH₃OH(l)＋3O₂(g)===2CO₂(g)＋4H₂O(l)　ΔH＝－1 452.8 kJ·mol^－1。

(2)ΔH＝反應(yīng)物的鍵能之和－生成物的鍵能之和＝3×436 kJ·mol^－1＋945 kJ·mol^－1－6×391 kJ·mol^－1＝－93 kJ·mol^－1，故a的值為－93。

(3)由題意知，需求算下述反應(yīng)的焓變：

2C(石墨，s)＋H₂(g)===C₂H₂(g)　ΔH，由蓋斯定律，將題給熱化學(xué)方程式加合，(①×4＋②－③)/2得：

2C(石墨，s)＋H₂(g)＝C₂H₂(g)　ΔH＝2ΔH₁＋－則ΔH＝[2×(－393.5)＋－] kJ·mol^－1＝226.7 kJ·mol^－1。