Question

能源是人類生存和發(fā)展的重要支柱．研究化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化在能源緊缺的今天具有重要的理論意義．已知下列熱化學(xué)方程式：
①2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₁=-570kJ?mol^-1；
②H₂（g）+

1

2

2O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-242kJ?mol^-1；
③C（s）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H₃=-110.5kJ?mol^-1；
④C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₄=-393.5kJ?mol^-1；
⑤CO₂（g）+2H₂O（g）═2CH₄（g）+2O₂（g）△H₅=+890kJ?mol^-1
回答下列問題：
（1）上述反應(yīng)中屬于吸熱反應(yīng)的是

 

．
（2）H₂的燃燒熱為

 

．
（3）蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義．有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然難直接測定，但可通過間接的方法求得．已知C（s）+H₂O（g）═H₂（g）+CO（g）△H₆=a kJ?mol^-1；則a=

 

；該反應(yīng)的熵△S

 

0 （選填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）C（s）+CO₂（g）═2CO（g）△H₇=

 

．
（5）在298K下，C、Al的單質(zhì)各1mol完全燃燒，分別放出熱量aKJ和bKJ．又知一定條件下，Al能將C從CO₂置換出來，寫出此置換反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點：熱化學(xué)方程式

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

分析：（1）根據(jù)熱化學(xué)方程式判斷，當△H＜0時，為放熱反應(yīng)，△H＞0時為吸熱反應(yīng)；
（2）根據(jù)燃燒熱的定義判斷；
（3）利用③-②可計算C（s）+H₂O（g）=H₂（g）+CO （g）的反應(yīng)熱；
（4）依據(jù)反應(yīng)③④結(jié)合蓋斯定律計算得到所需熱化學(xué)方程式的焓變；
（5）依據(jù)①②和蓋斯定律計算得到所需熱化學(xué)方程式；

解答： 解：（1）由△H＞0時為吸熱反應(yīng)可知，⑤為吸熱反應(yīng)，故答案為：⑤；
（2）由①可知氫氣的燃燒熱為△H=

1

2

×（-570kJ/mol）=-285kJ/mol，故答案為：285kJ/mol；
（3）已知②H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=-242kJ/mol；
③C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ/moL；
由蓋斯定律，將③-②可得C（s）+H₂O（g）=H₂（g）+CO （g）△H=（-110.5kJ/mol）-（-242kJ/mol）=+131.5kJ/mol，該反應(yīng)吸熱，且△S＞0，則反應(yīng)能自發(fā)進行，應(yīng)該高溫下，
故答案為：+131.5；＞； 
（4）③C（s）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H₃=-110.5kJ?mol^-1；
④C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₄=-393.5kJ?mol^-1；
依據(jù)蓋斯定律③×2-④得到C（s）+CO₂（g）═2CO（g）△H₇=+172.5 kJ?mol^-1；
故答案為：+172.5 kJ?mol^-1 ；
（5）由題意可寫出熱化學(xué)方程式：①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-a kJ?mol^-1，②4Al（s）+3O₂（g）═2Al₂O₃（s）△H=-4b kJ?mol^-1．
高溫下鋁置換碳的反應(yīng)為：4Al+3CO₂

高溫  .

2Al₂O₃+3C，根據(jù)蓋斯定律：②-①×3可得，4Al（s）+3CO₂（g）=3C（s）+2Al₂O₃（s），△H=（3a-4b）KJ/mol；
故答案為：4Al（s）+3CO₂（g）=3C（s）+2Al₂O₃（s），△H=（3a-4b）KJ/mol；

點評：本題考查化學(xué)反應(yīng)與能量變化，為高頻考點，注意把握蓋斯定律的應(yīng)用以及反應(yīng)能否自發(fā)進行的判斷，結(jié)合反應(yīng)的熱化學(xué)方程式解答該題，難度不大．