Question

10．依據實驗事實，寫出下列反應的熱化學方程式
（1）在25℃、101kPa下，1g甲醇（CH₃OH）液體燃燒生成CO₂和液態(tài)水時放熱22.68kJ．則表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式為CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.76kJ•mol^-1
（2）若適量的N₂和O₂完全反應，每生成23g NO₂需要吸收16.95kJ熱量N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=67.8kJ•mol^-1．
（3）已知熱化學方程式：
①C₂H₂（g）+$\frac{5}{2}$O₂（g）═2CO₂（g）+H₂O（l）△H₁=-1301.0kJ•mol^-1
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-393.5kJ•mol^-1
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（1）△H₃=-285.8kJ•mol^-1
則反應④2C（s）+H₂（g）═C₂H₂（g）的△H為+228.2 KJ/mol
（4）已知：
CH₄ （g）+2O₂（g）=CO₂ （g）+2H₂ O （l）△H=-Q₁  KJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂ O （g）△H=-Q₂  KJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂ O （l）△H=-Q₃   KJ•mol^-1
取體積比4：1的甲烷和氫氣的混合氣體11.2L（標況），經完全燃燒恢復常溫，放出的熱為：0.4Q₁+0.05Q₃kJ．

Answer 1

分析 （1）依據燃燒熱概念是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量，題干所給量計算32g甲醇燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放熱，結合熱化學方程式書寫方法，標注物質聚集狀態(tài)和對應焓變；
（2）根據熱化學方程式的書寫方法結合熱化學方程式的意義來回答；
（3）利用蓋斯定律，將②×2+③-①即得到反應④，反應熱為△H=2△H₂+△H₃-△H₁，以此解答；
（4）根據混合氣體的體積計算混合氣體的物質的量，結合氣體體積比計算甲烷、氫氣的物質的量，再根據熱化學反應方程式計算放出的熱量．

解答 解：（1）在25℃、101kPa下，1g甲醇（CH₃OH）燃燒生成CO₂和液態(tài)水時放熱22.68kJ．32g甲醇燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出熱量為725.76KJ；則表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式為：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.76kJ•mol^-1，
故答案為：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.76kJ•mol^-1；
（2）適量的N₂和O₂完全反應，每生成23克NO₂需要吸收16.95kJ熱量，所以每生成92克NO₂需要吸收67.8kJ熱量，則熱化學方程式為：N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=67.8kJ•mol^-1，
故答案為：N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=67.8kJ•mol^-1；
（3）①C₂H₂（g）+$\frac{5}{2}$O₂（g）═2CO₂（g）+H₂O（l）△H₁=-1301.0kJ•mol^-1
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-393.5kJ•mol^-1
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（1）△H₃=-285.8kJ•mol^-1，
根據蓋斯定律可知，②×2+③-①即得到反應④2C（s）+H₂（g）═C₂H₂（g），所以該反應的△H=-393.5 kJ•mol^-1×2-285.8 kJ•mol^-1+1301.0 kJ•mol^-1=+228.2 kJ•mol^-1，
故答案為：+228.2 KJ/mol；
（4）甲烷和氫氣的混合氣體11.2L（已折合成標準狀況），所以甲烷和氫氣的混合氣體的總的物質的量為0.5mol，
甲烷和氫氣的體積比為4：1，所以甲烷的物質的量為0.5mol×$\frac{4}{5}$=0.4mol，氫氣的物質的量為0.5mol-0.4mol=0.1mol．
由CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-Q₁kJ/mol可知，
0.4mol甲烷燃燒放出的熱量為0.4mol×Q₁kJ/mol=0.4Q₁kJ；
由2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-Q₃kJ/mol可知，
0.1mol氫氣燃燒生成液態(tài)水放出的熱量為0.1mol×$\frac{1}{2}$×Q₃kJ/mol=0.05Q₃kJ，
所以放出的熱量為0.4Q₁+0.05Q₃，
故答案為：0.4Q₁+0.05Q₃kJ．

點評 本題考查反應熱的計算、蓋斯定律的應用、熱化學方程式的書寫等，題目難度不大，注意第（4）題中根據水的狀態(tài)選擇相應的熱化學方程式計算反應熱．