Question

5．（1）已知：①Fe₂O₃（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO₂（g）△H₁=-25kJ/mol
②3Fe₂O₃（s）+CO（g）═2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H₂=-47kJ/mol
③Fe₃O₄（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO₂（g）△H₃=+19kJ/mol
請(qǐng)寫出CO還原FeO的熱化學(xué)方程式：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-11kJ/mol．
（2）在101kPa下，CH₄（g）、H₂（g）、C（s）的燃燒熱分別為890.3kJ/mol、285.8kJ/mol和393.5kJ/mol，則反應(yīng)C（s）+2H₂（g）=CH₄（g）的反應(yīng)熱△H=-74.8kJ/mol．
（3）已知：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₁
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₂
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₃
①液態(tài)水轉(zhuǎn)化氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式為H₂O（l）═H₂O（g）△H=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{2}}{2}$kJ/mol．
②CO和H₂分別燃燒生成CO₂（g）和H₂O（g），欲得到相同熱量，所需CO和H₂的體積比是$\frac{△{H}_{1}}{△{H}_{3}}$．

Answer 1

分析 （1）首先寫出FeO（s）被CO還原成Fe和CO₂的熱化學(xué)方程式CO（g）+FeO（s）=Fe（g）+CO₂（g）△H，利用蓋斯定律①×3-（③×2+②）可得到該化學(xué)方程式，以此計(jì)算△H；
（2）燃燒熱是指1mol純凈物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量，表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式中可燃物為1mol，產(chǎn)物為穩(wěn)定氧化物．碳單質(zhì)、氫氣、甲烷的熱化學(xué)方程式分別為：
①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol；
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol；
③CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式；
（3）①依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到所需讓化學(xué)方程式；
②依據(jù)熱化學(xué)方程式列式計(jì)算得到．

解答 解：（1）①Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）；△H=-25kJ/mol
②3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）；△H=-47kJ/mol
③Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）；△H=+19kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律①×3-（③×2+②）得到：
6CO（g）+6FeO（s）=6Fe（g）+6CO₂（g）△H=-66kJ/mol；
得到熱化學(xué)方程式為：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-11kJ/mol，
故答案為：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-11kJ/mol；
（2）實(shí)驗(yàn)測(cè)得碳單質(zhì)、氫氣、甲烷的燃燒熱（△H）分別為-393.5kJ/mol、-285.8kJ/mol、-890.3kJ/mol，則它們的熱化學(xué)反應(yīng)方程式分別為：
①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol；
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol；
③CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol；
根據(jù)蓋斯定律，由①+②×2-③得，C（s）+2H₂（g）=CH₄（g），△H=[（-393.5kJ/mol）+（-285.8kJ/mol）×2]-（-890.3kJ/mol）=-74.8kJ/mol，
故答案為：-74.8kJ/mol；
（3）①2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₁
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₂
兩式相減除以2得到：H₂O（l）═H₂O（g）△H=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{2}}{2}$kJ/mol；
故答案為：H₂O（l）═H₂O（g）△H=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{2}}{2}$kJ/mol；
②CO和H₂分別燃燒生成CO₂（g）和H₂O（g），欲得到相同熱量，設(shè)氫氣和一氧化碳物質(zhì)的量分別為x，y
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₁
2△H₁
x                                             $\frac{x△{H}_{1}}{2}$
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₃
2△H₃
y                                                $\frac{y△{H}_{3}}{2}$     
$\frac{x△{H}_{1}}{2}$=$\frac{y△{H}_{3}}{2}$
所需CO和H₂的體積比等于物質(zhì)的量之比=$\frac{△{H}_{1}}{△{H}_{3}}$，
故答案為：$\frac{△{H}_{1}}{△{H}_{3}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱化學(xué)方程式書寫和蓋斯定律的計(jì)算應(yīng)用，注意利用蓋斯定律對(duì)已知熱化學(xué)方程式進(jìn)行加合計(jì)算．掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目較簡(jiǎn)單．