Question

11．關(guān)于熱化學(xué)
（1）甲烷的燃燒熱為△H=-890.3kJ/mol，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式為CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol．
（2）500℃、30MPa下，將0.5mol N₂和1.5mol H₂置于密閉容器中，生成0.5mol NH₃放熱19.3kJ，其熱化學(xué)方程式為N₂（g）+3H2（g）=2NH₃（g）△H（773K，30MPa）=77.2KJ/mol．
（3）含20.0g的稀NaOH溶液與足量稀鹽酸反應(yīng)，放出28.7kJ的熱量NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）；△H=-57.4kJ•mol^-1．
（4）已知：
P₄（白磷，s）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H=-2983.2kJ/mol
P（紅磷，s）+$\frac{5}{4}$O₂（g）═$\frac{1}{4}$P₄O₁₀（s）△H=-738.5kJ/mol
試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式P₄（s，白磷）═4P（s，紅磷）△H=-29.2 kJ•mol^-1相同狀況下，白磷的穩(wěn)定性比紅磷低  （填“高”或“低”）．
（5）蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義．有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無法直接測得，但可通過間接的方法測定．現(xiàn)根據(jù)下列3個熱化學(xué)反應(yīng)方程式：
Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-24.8kJ/mol
3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H=-47.2kJ/mol
Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）△H=+640.5kJ/mol
寫出CO氣體還原FeO固體得到Fe固體和CO₂氣體的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-218.0kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量；
（2）0.5molN₂和1.5molH₂置于密閉容器中充分反應(yīng)生成NH₃（g），生成0.5mol NH₃放熱19.3kJ，標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)反應(yīng)的焓變書寫熱化學(xué)方程式，注意溫度壓強標注；
（3）含NaOH 20.0g的稀溶液中含有0.5mol氫氧化鈉，與足量稀鹽酸反應(yīng)放出28.7kJ的熱量，則1molNaOH反應(yīng)放熱57.4kJ；
（4）利用蓋斯定律可以解答，從待求反應(yīng)出發(fā)，分析待求反應(yīng)中的反應(yīng)物和生成物在已知反應(yīng)中的位置，通過相互加減可得；
（5）根據(jù)蓋斯定律將三個化學(xué)方程式進行處理，①×3-②-③×2計算得到．

解答 解：（1）燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量，熱化學(xué)方程式為：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol；
（2）500℃、30MPa下，0.5molN₂和1.5molH₂置于密閉容器中充分反應(yīng)生成NH₃（g），生成0.5mol NH₃放熱19.3kJ，生成2molNH₃放熱77.2KJ，熱化學(xué)方程式為：N₂（g）+3H2（g）=2NH₃（g）△H（773K，30MPa）=77.2KJ/mol，
故答案為：N₂（g）+3H2（g）=2NH₃（g）△H（773K，30MPa）=77.2KJ/mol；
（3）含NaOH 20.0g的稀溶液與足量的稀鹽酸反應(yīng)，放出28.7kJ的熱量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-57.4kJ/mol，
故答案為：NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l），△H=-57.4kJ•mol^-1，低；
（4）已知：①P₄（s、白磷）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）；△H=-2983.2kJ•mol^-1
②P（s、紅磷）+$\frac{5}{4}$O₂（g）═$\frac{1}{4}$P₄O₁₀（s）；△H=-738.5kJ•mol^-1
據(jù)蓋斯定律，①-②×4可得：P₄（s，白磷）═4P（s，紅磷）△H═-2983.2kJ•mol^-1-（-738.5kJ•mol^-1）×4=-29.2 kJ•mol^-1
能量越高越活潑，白磷變化為紅磷發(fā)熱，說明白磷能量高，穩(wěn)定性低，
故答案為：P₄（s，白磷）═4P（s，紅磷）△H=-29.2 kJ•mol^-1；低；
（5）Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-24.8kJ/mol ①
3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H=-47.2kJ/mol ②
Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）△H=+640.5kJ/mol ③
①×3-②-③×2得
6CO（g）+6FeO（s）=6Fe（s）+6CO₂（g）△H=（-24.8kJ/mol）×3-（-47.2kJ/mol）-（+640.5kJ/mol）×2=-1308.0kJ/mol，
即 CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-218.0kJ/mol，
故答案為：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-218.0kJ/mol．

點評 本題考了應(yīng)用查蓋斯定律進行反應(yīng)熱的計算，熱化學(xué)方程式的書寫，燃燒熱、中和熱的概念分析，容易出錯，題目有一定的難度．