Question

20．（1）根據(jù)蓋斯提出的“不管化學(xué)過(guò)程是一步完成或幾步完成這個(gè)總過(guò)程的熱效應(yīng)是相等的”觀點(diǎn)來(lái)計(jì)算反應(yīng)熱．已知：P₄（s，白磷）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H=-2983.2kJ•mol^-1
P（s，紅磷）+$\frac{5}{4}$O₂（g）═$\frac{1}{4}$P₄O₁₀（s）△H=-738.5kJ•mol^-1
則白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式為P₄（s，白磷）═4P（s，紅磷）△H=-29.2 kJ•mol^-1；相同狀況下，能量狀態(tài)較低的是紅磷；白磷的穩(wěn)定性比紅磷低（填“高”或“低”）
（2）由氫氣和氧氣反應(yīng)生成1mol水蒸氣放熱241.8kJ，寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol．
（3）已知：CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H=+206.2kJ•mol^-1
CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=+247.4kJ•mol^-1
則以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法．CH₄（g）與H₂O（g）反應(yīng)生成CO₂（g）和H₂（g）的熱化學(xué)方程式為：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=+165.0 kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）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(guò)相互加減可得．物質(zhì)的能量越低越穩(wěn)定；
（2）根據(jù)熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)原則寫(xiě)出氫氣燃燒生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式；
（3）結(jié)合熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算所需熱化學(xué)方程式；

解答 解：（1）已知：P₄（s，白磷）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H=-2983.2kJ•mol^-1�、�，
P（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=-29.2 kJ•mol^-1
從上面的熱化學(xué)方程式可見(jiàn)，相同狀況下，白磷比紅磷能量高；因?yàn)槟芰吭降驮椒�(wěn)定，所以紅磷比白磷穩(wěn)定．
故答案為：P₄（s，白磷）═4P（s，紅磷）△H=-29.2 kJ•mol^-1； 紅磷； 低；
（2）氫氣和氧氣反應(yīng)生成1mol水蒸氣放熱241.8kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol，
故答案為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol；
（3）①CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H=+206.2kJ•mol^-1
②CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=+247.4kJ•mol^-1
結(jié)合蓋斯定律①×2-②得到CH₄（g）與H₂O（g）反應(yīng)生成CO₂（g）和H₂（g）的熱化學(xué)方程式為：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=+165.0 kJ•mol^-1；
故答案為：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=+165.0 kJ•mol^-1；

點(diǎn)評(píng) 本題考查熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)與反應(yīng)熱的計(jì)算，難度不大，注意掌握熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，物質(zhì)聚集狀態(tài)的分析判斷，蓋斯定律的計(jì)算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵．