Question

【題目】寫出或完成下列熱化學(xué)方程式。

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

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

化學(xué)鍵	C－H	C－F	H－F	F－F
鍵能kJ/mol	414	489	565	155

根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)估算下列反應(yīng)：CH4(g) + 4F2(g)＝CF4(g) + 4HF(g)的反應(yīng)熱△H為_____。

(3)1840年瑞士的化學(xué)家蓋斯(Hess)在總結(jié)大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)(熱化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù))的基礎(chǔ)上提出：“定壓或定容條件下的任意化學(xué)反應(yīng)，在不做其它功時(shí)，不論是一步完成的還是幾步完成的，其熱效應(yīng)總是相同的(反應(yīng)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(qǐng)寫出CO還原FeO的熱化學(xué)方程式：______。

(4)在101KP下，1g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出142.9kJ的熱量，請(qǐng)回答下列問題：

①氫氣的燃燒熱為__________；

②氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為________；

(5)氫能的存儲(chǔ)是氫能利用的前提，科學(xué)家研究出一種儲(chǔ)氫合金Mg2Ni，已知：

Mg(s)＋H2(g)=MgH2(s) ΔH1＝－74.5kJ·mol－1；

Mg2Ni(s)＋2H2(g)=Mg2NiH4(s) ΔH2；

Mg2Ni(s)＋2MgH2(s)=2Mg(s)＋Mg2NiH4(s) ΔH3＝+84.6kJ·mol－1。

則ΔH2＝_______kJ·mol－1；

(6)白磷與氧氣可發(fā)生如下反應(yīng)：P4＋5O2=P4O10。已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為P—P a kJ·mol－1、P—O b kJ·mol－1、P=O c kJ·mol－1、O=O d kJ·mol－1。根據(jù)圖示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的ΔH為_____。

(7)同素異形體相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)熱相當(dāng)小而且轉(zhuǎn)化速率較慢，有時(shí)還很不完全，測(cè)定反應(yīng)熱很困難。現(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的“不管化學(xué)過程是一步完成或分幾步完成，這個(gè)總過程的熱效應(yīng)是相同的”觀點(diǎn)來計(jì)算反應(yīng)熱。已知：

①P4(白磷，s)＋5O2(g)=P4O10(s) ΔH1=－2 983.2 kJ·mol－1

②P(紅磷，s)＋5/4O2(g)=1/4P4O10(s) ΔH2=－738.5 kJ·mol－1

相同狀況下，能量較低的是________；白磷的穩(wěn)定性比紅磷________(填“大”或“小”)。

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)/6 285.8 kJ·mol－1 H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l) ΔH＝－285.8kJ·mol－1 －64.4kJ·mol－1 (6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1 紅磷 小

【解析】

本題主要考察熱化學(xué)中熱化學(xué)方程式的書寫及計(jì)算，在疊加方程時(shí)注意抵消中間物，以及題上的要求，是否有說明燃燒熱的熱化學(xué)方程式；(6)根據(jù)鍵能計(jì)算反應(yīng)的焓變，從物質(zhì)的結(jié)構(gòu)圖出發(fā)進(jìn)行分析，焓變=反應(yīng)物的鍵能和-生成物的鍵能和。

(1)熱化學(xué)方程式的書寫要注意標(biāo)注狀態(tài)及焓變，由題知0.5molCH4完全燃燒放出445kJ 的熱量，所以根據(jù)關(guān)系式可以寫出甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式：CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) △H＝－890kJ/mol；

故答案為：CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) △H＝－890kJ/mol；

(2)反應(yīng)物的總鍵能－生成物的總鍵能＝焓變，由表格數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出 ；

故答案為：－1940kJ/mol；

(3)先寫出CO還原FeO的，再根據(jù)已知的3個(gè)方程進(jìn)行疊加，抵消掉不需要的物質(zhì)，最終焓變?yōu)椋?/span>(3△H1－△H2－2△H3)/6，則CO還原FeO的熱化學(xué)方程式為：CO(g)+FeO(s)＝Fe(s)+CO2(g) △H=(3△H1－△H2－2△H3)/6；

故答案為：CO(g)+FeO(s)＝Fe(s)+CO2(g) △H=(3△H1－△H2－2△H3)/6；

(4)氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為：，找出對(duì)應(yīng)的關(guān)系式： ，氫氣的燃燒熱指 氫氣完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出的熱量為： ；氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式要求可燃物氫氣前的系數(shù)為1，氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l) ΔH＝－285.8kJ·mol－1；

故答案為：285.8 kJ·mol－1；H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l) ΔH＝－285.8kJ·mol－1；

(5)熱化學(xué)方程式計(jì)算焓變，將已知方程進(jìn)行疊加，消除不需要的中間物質(zhì)，可得 ；

故答案為：－64.4kJ·mol－1；

(6) 的結(jié)構(gòu)圖知，完全燃燒生成，要斷裂鍵和鍵，形成鍵和鍵，因此該反應(yīng)的焓變： ；

故答案為：(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1；

(7)由已知方程可得白磷紅磷轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)方程式： 在相同的狀況下，能量較低的是紅磷，能量越低越穩(wěn)定，白磷的穩(wěn)定性比紅磷小；

故答案為：紅磷 ； 小。