Question

【題目】(1)將0.3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5kJ熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_____。又已知：H2O(g)=H2O(l)；△H2=﹣44.0kJ/mol，則11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量是___kJ。

(2)已知：2NO2(g)═N2O4(g) △H1 2NO2(g)═N2O4(l) △H2，下列能量變化示意圖中，正確的是(選填字母)______。

(3)依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實(shí)驗(yàn)直接測定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進(jìn)行推算。

已知：C(s，石墨)+O2(g)═CO2(g) △H1=﹣393.5kJmol﹣1

2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) △H2=﹣571.6kJmol﹣1

2C2H2(g)+5O2(g)═4CO2(g)+2H2O(l) △H3=﹣2 599kJmol﹣1

根據(jù)蓋斯定律，計算298K時由C(s，石墨)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反應(yīng)的焓變：__。

(4)甲醇是一種新型的汽車動力燃料，工業(yè)上可通過CO和H2化合來制備甲醇?xì)怏w（結(jié)構(gòu)簡式為CH3OH）。已知某些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表：

化學(xué)鍵	C﹣C	C﹣H	H﹣H	C﹣O	C≡O(shè)	H﹣O
鍵能/kJmol﹣1	348	413	436	358	1072	463

已知CO中的C與O之間為叁鍵連接，則工業(yè)制備甲醇的熱化學(xué)方程式為_______。

Answer 1

【答案】B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l)△H=-2165kJ/mol 1016.5 A +226.7kJmol﹣1 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=﹣116 kJ/mol

【解析】

(1)0.3mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5kJ的熱量，則1mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出熱量為2165kJ的熱量，根據(jù)蓋斯定律寫出其熱化學(xué)反應(yīng)方程式，并根據(jù)物質(zhì)的物質(zhì)的量與反應(yīng)放出的熱量成正比來解答；

(2)降低溫度，將NO2(g)轉(zhuǎn)化為N2O4(l)說明反應(yīng)2NO2(g)N2O4(l)為放熱反應(yīng)，同種物質(zhì)液態(tài)時能量比氣態(tài)時能量低；

(3)根據(jù)蓋斯定律，將已知的三個熱化學(xué)方程式疊加，可得待求反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；

(4)依據(jù)化學(xué)反應(yīng)焓變=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和計算，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)反應(yīng)的焓變寫出熱化學(xué)方程式。

(1)0.3mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5kJ的熱量，則1mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出2165kJ的熱量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：B2H6(g)+3O2(g)═B2O3(s)+3H2O(l)△H=﹣2165kJ/mol；

①B2H6(g)+3O2(g)═B2O3(s)+3H2O(l)△H=﹣2165kJ/mol

②H2O(g)=H2O(l)；△H2=﹣44.0kJ/mol，

由蓋斯定律可知①+②×3得：B2H6(g)+3O2(g)═B2O3(s)+3H2O(g)△H=-2033kJ/mol，則(11.2L標(biāo)準(zhǔn)狀況)即0.5mol乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量是2033kJ×0.5=1016.5kJ；

(2)降低溫度，NO2(g)轉(zhuǎn)化為N2O4(l)說明反應(yīng)2NO2(g)N2O4(l)為放熱反應(yīng)，同種物質(zhì)液態(tài)時能量比氣態(tài)時能量低，所以在圖象中該反應(yīng)的反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量高，同種物質(zhì)氣態(tài)變液態(tài)會放出熱量，即液態(tài)時能量比氣態(tài)時能量低，則N2O4(l)具有的能量比N2O4(g)具有的能量低，圖象A符合；

(3已知：①C(s，石墨)+O2(g)═CO2(g) △H1=﹣393.5kJmol﹣1

②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) △H2=﹣571.6kJmol﹣1

③2C2H2(g)+5O2(g)═4CO2(g)+2H2O(l) △H3=﹣2 599kJmol﹣1

根據(jù)蓋斯定律，①×4+②-③得到反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：4C(s，石墨)+2H2(g)=2C2H2(g)

△H=(4△H1+△H2-△H3)=+453.4kJ/mol；所以熱化學(xué)方程式為：2C(s，石墨)+H2(g)=C2H2(g) △H= (4△H1+△H2-△H3)=×(+453.4kJ/mol)=+226.7kJ/mol；

(4)CO和H2化合來制備甲醇?xì)怏w的方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，反應(yīng)的焓變可以根據(jù)反應(yīng)物的總鍵能和生成物的總鍵能計算得到，焓變=反應(yīng)物總鍵能之和-生成物總鍵能之和，依據(jù)圖表提供的化學(xué)鍵的鍵能計算得到，△H1=1072kJ/mol+2×436kJ/mol-(3×413kJ/mol+358kJ/mol+463kJ/mol)=-116kJ/mol。