Question

18．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(shí)放出352kJ的熱量，則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g+2H₂O （l）△H=-704 kJ•mol^-1．
（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/mol
E（H-H）=436kJ/mol          E（Cl-Cl）=243kJ/mol
則E（H-Cl）=432 kJ/mol
（3）納米級(jí)Cu₂O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注．已知：
2Cu（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═Cu₂O（s）△H=-169kJ•mol-¹，
C（s）+$\frac{1}{2}$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，請(qǐng)計(jì)算每生成1mol NH₃放出熱量為：46.1 kJ．
②若起始時(shí)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18.44；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

分析 （1）16g的甲醇即0.5mol完全燃燒生成CO₂和液態(tài)水時(shí)放出352kJ的熱量，則1mol的甲醇（CH₃OH）完全燃燒生成CO₂和液態(tài)水時(shí)放出704kJ的熱量；
（2）根據(jù)反應(yīng)熱=反應(yīng)物的鍵能-生成物的鍵能來分析；
（3）依據(jù)蓋斯定律將已知的熱化學(xué)方程式變形計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式；
（4）①化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)鍵斷裂吸收能量，形成新化學(xué)鍵放出能量，反應(yīng)熱=吸收的總能量-放出的總能量，據(jù)此計(jì)算出生成1mol氨氣的反應(yīng)熱；
②依據(jù)化學(xué)平衡計(jì)算生成氨氣物質(zhì)的量，結(jié)合熱化學(xué)方程式計(jì)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?dú)夂?mol氫氣，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向進(jìn)行計(jì)算分析達(dá)平衡后放出的熱量為Q₂ kJ．

解答 解：（1）16g的甲醇即0.5mol完全燃燒生成CO₂和液態(tài)水時(shí)放出352kJ的熱量，則1mol的甲醇（CH₃OH）完全燃燒生成CO₂和液態(tài)水時(shí)放出704kJ的熱量，熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：CH₃OH （l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O （l）△H=-704 kJ•mol^-1，
故答案為：CH₃OH （l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O （l）△H=-704 kJ•mol^-1；
（2）由于反應(yīng)熱=反應(yīng)物的鍵能-生成物的鍵能，設(shè)E（H-Cl）為Xmol，故有：E（H-H）+E（Cl-Cl）-2X=-185kJ/mol，即436kJ/mol+243kJ/mol-2X=-185KJ/mol
解得X=432KJ/mol，
故答案為：432KJ/mol；
（3）①2Cu（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═Cu₂O（s）△H=-169kJ•mol-¹，
②C（s）+$\frac{1}{2}$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②+①-③得到C（s）+2CuO （s）=CuO（s）+CO（g）△H=+34.5kJ•mol．^-1；
故答案為：C（s）+2CuO （s）=CuO（s）+CO（g）△H=+34.5kJ•mol^-1；
（4）①該反應(yīng)的焓變△H=E₁-E₂=335KJ/mol-427.2KJ/mol=-92.2KJ/mol，所以每生成1molNH₃放出熱量為46.1kJ，
故答案為：46.1kJ；
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=$\frac{0.4mol}{2mol}$×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?dú)夂?mol氫氣，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，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(diǎn)評(píng) 本題考查了熱化學(xué)方程式和蓋斯定律的計(jì)算應(yīng)用，反應(yīng)鍵能計(jì)算費(fèi)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．