Question

【題目】（1）已知：Al2O3(s)＋3C(s)=2Al(s)＋3CO(g) ΔH1＝＋1 344.1 kJ·mol－1，2AlCl3(g)=2Al(s)＋3Cl2(g) ΔH2＝＋1 169.2 kJ·mol－1，由Al2O3、C和Cl2反應(yīng)生成AlCl3的熱化學(xué)方程式為______________。

（2）貯氫合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4 的反應(yīng)。已知溫度為T時：CH4(g)＋2H2O(g)=CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝＋165 kJ·mol－1，CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ·mol－1，溫度為T時，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為__________。

（3）FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3，FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料。已知25 ℃，101 kPa時：4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)　ΔH＝－1 648 kJ·mol－1，C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH＝－393 kJ·mol－1 2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)=2FeCO3(s)　ΔH＝－1 480 kJ·mol－1，FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是______。

（4）用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2，可提高效益，減少污染。 傳統(tǒng)上該轉(zhuǎn)化通過如圖所示的催化循環(huán)實現(xiàn)，其中，反應(yīng)①為：2HCl(g)＋CuO(s)H2O(g)＋CuCl2(s)　ΔH1，反應(yīng)②生成1 mol Cl2(g)的反應(yīng)熱為ΔH2，則總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為________（反應(yīng)熱用ΔH1和ΔH2表示）。

Answer 1

【答案】Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)=2AlCl3(g)＋3CO(g)　ΔH＝＋174.9 kJ·mol－1 CO(g)＋3H2(g)=CH4(g)＋H2O(g)　ΔH＝－206 kJ·mol－1 4FeCO3(s)＋O2(g)=2Fe2O3(s)＋4CO2(g)　ΔH＝－260 kJ·mol－1 2HCl(g)＋1/2O2(g)=Cl2(g)＋H2O(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2

【解析】

根據(jù)蓋斯定律分析解答(1)~(3)；

(4)由圖示可知，先寫出反應(yīng)②的熱化學(xué)方程式，再根據(jù)蓋斯定律分析解答。

(1)①Al2O3(s)+3C(s)═2Al(s)+3CO(g) △H1=+1344.1kJmol-1，②2AlCl3(g)═2Al(s)+3Cl2(g) △H2=+1169.2kJmol-1，由蓋斯定律可知，①-②得到Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)═2AlCl3(g)+3CO(g)，△H=(+1344.1kJmol-1)- (+1169.2kJmol-1)=+174.9kJ/mol，即熱化學(xué)方程式為Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)═2AlCl3(g)+3CO(g) △H=+174.9kJ/mol，故答案為：Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)═2AlCl3(g)+3CO(g) △H=+174.9kJ/mol；

(2)由題意知①CH4(g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g)△H=+165kJmol-1；②CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H= -41kJmol-1；根據(jù)蓋斯定律，由②-①可得CO、H2合成CH4的反應(yīng)：CO(g)+3H2(g)═CH4(g)+H2O(g)△H= -206kJmol-1，故答案為：CO(g)+3H2(g)═CH4(g)+H2O(g)△H= -206kJmol-1；

(3)FeCO3在空氣中加熱發(fā)生氧化還原反應(yīng)可制得鐵的氧化物，發(fā)生的反應(yīng)為：4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。①4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)△H= -1648kJ/mol，②C(s)+O2(g)═CO2(g)△H= -393kJ/mol，③2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)═2FeCO3(s)△H= -1480kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律，①-③×2+②×④可得4FeCO3(s)+O2(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g)，故△H=-1648kJ/mol-2×(-1480kJ/mol)+4×(-393kJ/mol)= -260kJ/mol，故反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：4FeCO3(s)+O2(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H= -260kJ/mol，故答案為：4FeCO3(s)+O2(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H= -260kJ/mol；

(4)由圖示可知，整個過程為：4HCl+O2=2Cl2+2H2O，反應(yīng)①為：2HCl(g)+CuO(s)H2O(g)+CuCl2(s) △H1，反應(yīng)②生成1molCl2(g)的反應(yīng)熱為△H2，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CuCl2(g)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) △H2，根據(jù)蓋斯定律(①+②)×2可得總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) △H=2(△H1+△H2)或2HCl(g)＋O2(g)=Cl2(g)＋H2O(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2，故答案為：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)△H=2(△H1+△H2)或2HCl(g)＋O2(g)=Cl2(g)＋H2O(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2。