Question

【題目】寫出或完成下列熱化學方程式。

(1)0.5molCH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時，放出445kJ 的熱量。寫出CH4燃燒的熱化學方程式_____。

(2)通常人們把拆開1mol某化學鍵吸收的能量看成該化學鍵的鍵能。下表是一些化學鍵的鍵能。

化學鍵	C－H	C－F	H－F	F－F
鍵能kJ/mol	414	489	565	155

根據鍵能數據估算下列反應：CH4(g) + 4F2(g)＝CF4(g) + 4HF(g)的反應熱△H為_____。

(3)1840年瑞士的化學家蓋斯(Hess)在總結大量實驗事實(熱化學實驗數據)的基礎上提出：“定壓或定容條件下的任意化學反應，在不做其它功時，不論是一步完成的還是幾步完成的，其熱效應總是相同的(反應熱的總值相等)�！�

已知：Fe2O3(s)＋3CO(g)＝2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH1

3Fe2O3(s)＋CO(g)＝2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH2

Fe3O4(s)＋CO(g)＝3FeO(s)＋CO2(g) ΔH3

請寫出CO還原FeO的熱化學方程式：_____。

(4)在恒溫(500K)、體積為1.0L 的密閉容器中通入1.0 mol N2和1.0 mol H2發(fā)生合成氨反應N2 + 3H22NH3，20 min 后達到平衡，測得反應放出的熱量為18.4 kJ，混合氣體的物質的量為1.6 mol，該反應的熱化學方程式為_____。

Answer 1

【答案】CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) △H＝－890kJ/mol －1940kJ/mol CO(g)+FeO(s)＝Fe(s)+CO2(g) △H=(3△H1－△H2－2△H3)/6 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H＝－92kJ/mol

【解析】

（1）0.5molCH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時，放出445kJ的熱量，則1mol CH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時，放出2×445kJ的熱量，因此CH4燃燒的化學方程式為CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) △H＝－890kJ/mol。

（2）反應熱等于反應物中鍵能之和減去生成物中鍵能之和，則CH4(g)+4F2(g)＝CF4(g)+4HF(g)的反應熱△H＝（4×414+4×155－4×489－4×565）kJ/mol＝－1940 kJ/mol；

（3）已知：

①Fe2O3(s)＋3CO(g)＝2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH1

②3Fe2O3(s)＋CO(g)＝2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH2

③Fe3O4(s)＋CO(g)＝3FeO(s)＋CO2(g) ΔH3

根據蓋斯定律可知（①×3－②－2×③）÷6即得到CO還原FeO的熱化學方程式為CO(g)+FeO(s)＝Fe(s)+CO2(g) △H＝(3△H1-△H2-2△H3)/6。

（4） N2 + 3H22NH3

起始量（mol）1 1 0

轉化量（mol）x 3x 2x

平衡量（mol）1－x 1－3x 2x

則1－x+1－3x+2x＝1.6，解得x＝0.2，所以消耗1mol氮氣放出的熱量是5×18.4 kJ＝92 kJ，則該反應的熱化學方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H＝-92 kJ/mol。