為了合理利用化學(xué)能,確保安全生產(chǎn),化工設(shè)計需要充分考慮化學(xué)反應(yīng)的焓變,并采取相應(yīng)措施.化學(xué)反應(yīng)的焓變通常用實驗進行測定,也可進行理論推算.
(1)25℃、101k Pa時,強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為△H=-57.3kJ/mol,則稀硫酸與氫氧化鉀溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
KOH(aq)+
H
2SO
4(aq)=
K
2SO
4(aq)+H
2O(l)△H=-57.3kJ?mol
-1KOH(aq)+
H
2SO
4(aq)=
K
2SO
4(aq)+H
2O(l)△H=-57.3kJ?mol
-1.
(2)實驗測得 5g甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳氣體和液態(tài)水時釋放出113.5kJ的熱量,試寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式
2CH3OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1452.8KJ/mol
2CH3OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1452.8KJ/mol
.
(3)由氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量叫鍵能.從化學(xué)鍵的角度分析,化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵的破壞和生成物的化學(xué)鍵的形成過程.在化學(xué)反應(yīng)過程中,拆開化學(xué)鍵需要消耗能量,形成化學(xué)鍵又會釋放能量.
化學(xué)鍵 |
H-H |
N-H |
N≡N |
鍵能/kJ?mol-1 |
436 |
391 |
945 |
已知反應(yīng)N
2+3H
2?2NH
3△H=x kJ?mol
-1.試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)估算x的數(shù)值為
-93
-93
.
(4)依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進行推算.
已知:C(s,石墨)+O
2(g)=CO
2(g)△H
1=akJ?mol
-12H
2(g)+O
2(g)=2H
2O(l)△H
2=bkJ?mol
-12C
2H
2(g)+5O
2(g)=4CO
2(g)+2H
2O(l)△H
3=ckJ?mol
-1根據(jù)蓋斯定律,計算298K時由C(s,石墨)和H
2(g)生成1mol C
2H
2(g)反應(yīng)的焓變:
△H=
kJ?moD
l
-1.(用含a、b、c的表達式表示)