Question

【題目】化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，是由化學(xué)反應(yīng)中舊化學(xué)鍵斷裂時吸收的能量與新化學(xué)鍵形成時放出的能量不同所致。

（1）鍵能也可以用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)下表是部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)：

化學(xué)鍵	P—P	P—O	O＝O	P＝O
鍵能/(kJ·mol－1)	172	335	498	X

已知白磷的燃燒熱為2378.0 kJ/mol，白磷完全燃燒的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)如圖所示，則上表中X＝________。

（2）1840年，俄國化學(xué)家蓋斯在分析了許多化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出一條規(guī)律：“一個化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成，還是分幾步完成，其總的熱效應(yīng)是完全相同的．”這個規(guī)律被稱為蓋斯定律．有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無法直接測得，但可以利用蓋斯定律間接計(jì)算求得。

①已知：

C(石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ/mol①

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－571.6 kJ/mol②

2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－2599.2 kJ/mol③

則由C(石墨)和H2(g)反應(yīng)生成1 mol C2H2(g)的焓變?yōu)?/span>__________________。

②已知3.6 g碳在6.4 g的氧氣中燃燒，至反應(yīng)物耗盡，并放出x kJ熱量。已知單質(zhì)碳的燃燒熱為y kJ/mol，則1 mol C與O2反應(yīng)生成CO的反應(yīng)熱ΔH為______________。

Answer 1

【答案】470 ＋226.8 kJ/mol －(5x－0.5y) kJ/mol

【解析】

(1)白磷燃燒的方程式為P4+5O2＝P4O10，根據(jù)化學(xué)鍵的斷裂和形成的數(shù)目進(jìn)行計(jì)算；

(2)①可以先根據(jù)反應(yīng)物和生成物書寫化學(xué)方程式，根據(jù)蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)的焓變，最后根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法來書寫熱化學(xué)方程式；

②首先判斷碳的燃燒產(chǎn)物，然后依據(jù)反應(yīng)熱計(jì)算。

(1)白磷燃燒的方程式為P4+5O2＝P4O10，1mol白磷完全燃燒需拆開6mol P-P、5mol O=O，形成12molP-O、4mol P=O，所以12mol×335kJ/mol+4mol×xkJ/mol-(6mol×172 kJ/mol+5 mol×498 kJ/mol)=2378.0kJ，解得x=470；

(2)①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)△H2=-2599kJmol-1；2C(s，石墨)+H2(g)=C2H2(g)的反應(yīng)可以根據(jù)①×2+②×-③×得到，所以反應(yīng)焓變△H=2×(-393.5kJmol-1)+(-571.6kJmol-1)×-(-2599kJmol-1)×=+226.7kJmol-1；

②碳在氧氣中燃燒，氧氣不足發(fā)生反應(yīng)2C+O22CO，氧氣足量發(fā)生反應(yīng)C+O2CO2；3.6g碳的物質(zhì)的量為=0.3mol，6.4g的氧氣的物質(zhì)的量為=0.2mol，n(C):n(O2)=3:2；介于2:1與1:1之間，所以上述反應(yīng)都發(fā)生．令生成的CO為xmol，CO2為ymol；根據(jù)碳元素守恒有x+y=0.3，根據(jù)氧元素守恒有x+2y=0.2×2，聯(lián)立方程，解得x=0.2，y=0.1；單質(zhì)碳的燃燒熱為Y kJ/mol，所以生成0.1mol二氧化碳放出的熱量為0.1mol×Y kJ/mol=0.1YkJ，因此生成0.2molCO放出的熱量為XkJ-0.1YkJ。由于碳燃燒為放熱反應(yīng)，所以反應(yīng)熱△H的符號為“-”，故1mol C與O2反應(yīng)生成CO的反應(yīng)熱△H=-=-(5X-0.5Y)kJ/mol。