Question

18．化學反應過程中總是伴隨著能量的變化，能量間可以相互轉化．
（l）己知：甲烷和一氧化碳的燃燒熱（△H）．分別為-890kJ•moL^-1、-283kJ•moL^-1．則CH₄（g）+2CO₂（g）═4CO（g）+2H₂O（l）△H=+323kJ•moL^-1
（2）自然界發(fā)生的一個固氮反應是N₂（g）+O₂（g）?2NO（g），己知N₂、O₂、NO三種分子中化學鍵斷裂所吸收的能里依次為946kJ•moL-1、498kJ•moL^-1、632kJ•moL^-1，則該反應的△H=+180kJ•moL^-1．
（3）晶體硅（熔點1410℃）是良好的半導體材料．由粗硅制純硅過程如下：
Si粗$→_{460℃}^{Cl_{2}}$SiCl₄$\stackrel{蒸餾}{→}$SiCl₄純$→_{1100℃}^{H_{2}}$Si硅
在由SiCl₄制純硅的反應中，測得每生成1.12kg純硅需吸收akJ熱量，寫出該反應的熱化學方程式：2H₂（g）+SiCl₄（g）$\frac{\underline{\;1100℃\;}}{\;}$Si（s）+4HCl（g）△H=+0.025akJ•mol^-1．
（4）在量熱計（如圖）中將100mL 0.50kJ•moL^-1的CH₃COOH溶液與100mL 0.55kJ•moL^-1NaOH 溶液混合，溫度從298.0K升高到300.7K．已知量熱計的熱容常數(shù)（量熱計各部件每升高1K所需要的熱量）是150.5J•K^-1，溶液密度均為1g•mL^-1，生成溶液的比熱容c=4.184J•g^-1•K^-1（己知CH₃COOH電離要吸熱）．
則實驗測得CH₃COOH的中和熱△H=-53.3kJ/mol．
（5）已知：
P₄（g）+6Cl₂（g）═4PCl₃（g），△H=a kJ•moL^-1，
P₄（g）+10Cl₂（g）═4PCl₅（g），△H=b kJ•moL^-1，
P₄具有正四面體結構，PCl₅中P-Cl鍵的鍵能為c kJ•moL^-1，PCl₃中P-Cl鍵的鍵能為1.2kJ•moL^-1，則Cl-Cl鍵的鍵能為1.4c+0.25b-0.25akJ•moL^-1．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)CH₄和CO的燃燒熱寫出熱化學方程式，再據(jù)蓋斯定律解答；
（2）熱化學方程式中，反應焓變=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能，據(jù)此計算；
（3）每生成1.12kg純硅需吸收akJ熱量，結合物質的量與反應放出的熱量成正比計算；
（4）根據(jù)化學反應熱的計算公式Q=cm△T來計算；
（5）依據(jù)蓋斯定律和已知熱化學方程式求出Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g）的反應熱，再依據(jù)焓變=反應物鍵能之和-生成物鍵能之和計算分析．

解答 解：（1）CH₄和CO的燃燒熱分別為809kJ/mol和283kJ/mol，其熱化學方程式為：
①CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2 H₂O（l）△H=-809kJ•mol^-1
②CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283kJ•mol^-1
據(jù)蓋斯定律，①-②×4得：CH₄（g）+3CO₂（g）?4CO（g）+2H₂O（g）△H=+323kJ/mol，
故答案為：+323；
（2）N₂（g）+O₂（g）?2NO（g），已知N₂、O₂、NO三種分子中化學鍵斷裂所吸收的能量依次為946kJ•mol^-1、498kJ•mol^-1、632kJ•mol^-1，反應焓變△H=（946kJ•mol^-1+498kJ•mol^-1）-2×632kJ•mol^-1=+180kJ/mol，
故答案為：+180；
（3）每生成1.12kg純硅需吸收akJ熱量，則生成1mol純硅吸收的熱量為$\frac{28a}{1.12×1{0}^{3}}$kJ=0.025akJ，所以該反應的熱化學方程式為2H₂（g）+SiCl₄（g）$\frac{\underline{\;1100℃\;}}{\;}$Si（s）+4HCl（g）△H=+0.025akJ•mol^-1，
故答案為：2H₂（g）+SiCl₄（g）$\frac{\underline{\;1100℃\;}}{\;}$Si（s）+4HCl（g）△H=+0.025akJ•mol^-1；
（4）將100mL 0.50mol/L的CH₃COOH溶液與100mL 0.55mol/L NaOH溶液混合，完全反應生成0.05mol水放出的熱量為：Q=cm△T=[150.5J/K+4.184J/（g•K）×200mL×1g•mL^-1]×（300.7-298.0）K=2665.71kJ，則生成1mol水放出的熱量為：2665.71kJ×$\frac{1mol}{0.05mol}$=53314.2J≈5.33×10⁴J=53.3 kJ，
所以CH₃COOH的中和熱△H=-53.3 kJ/mol，
故答案為：-53.3kJ/mol；
（5）已知：①P₄（g）+6Cl₂（g）=4PCl₃（g）△H=a kJ?mol^-1；
②P₄（g）+10Cl₂（g）=4PCl₅（g）△H=b kJ?mol^-1；
利用“蓋斯定律”，（②-①）×$\frac{1}{4}$得：Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g）△H=$\frac{b-a}{4}$kJ•mol^-1，
由Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g）△H=$\frac{b-a}{4}$kJ•mol^-1 可得E（Cl-Cl）+3×1.2c-5c=$\frac{b-a}{4}$，
因此可得：E（Cl-Cl）=$\frac{b-a+5.6c}{4}$kJ•mol^-1=1.4c+0.25b-0.25akJ•mol^-1，
故答案為：1.4c+0.25b-0.25a．

點評 本題考查了反應熱的計算、中和熱的測定，題目難度中等，注意掌握蓋斯定律的含義及利用蓋斯定律計算反應熱的方法，明確測定中和熱的原理、操作方法．