Question

13．（1）1840年前后，瑞士科學(xué)家蓋斯（Hess）指出，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，僅與反應(yīng)物的最初狀態(tài)及生成物的最終狀態(tài)有關(guān)，而與中間步驟無關(guān)，這就是著名的“蓋斯定理”．現(xiàn)已知，在101kPa下，CH₄（g）、H₂（g）、C（s）的燃燒熱分別為890.3kJ•mol-1、285.8kJ•mol^-1和393.5kJ•mol^-1，則反應(yīng)C（s）+2H₂（g）=CH₄（g）的反應(yīng)熱△H=-74.8kJ/mol，
（2）已知：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₁
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₂
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₃
①寫出液態(tài)水轉(zhuǎn)化為氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式：H₂O（l）═H₂O（g）△H=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{2}}{2}$．
②CO和H₂分別燃燒生成CO₂（g）和H₂O（g），欲得到相同熱量，所需CO和H₂的體積比是$\frac{△{H}_{1}}{△{H}_{3}}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燃燒熱寫出熱化學(xué)方程式，再根據(jù)蓋斯定律計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式；
（2）①根據(jù)已知方程式構(gòu)建目標(biāo)方程式，由$\frac{①-②}{2}$得H₂O（l）═H₂O（g）△H與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比；
②設(shè)得到相同熱量，放出的熱量為Q，根據(jù)CO和H₂燃燒的方程式中物質(zhì)的量與熱量之間的關(guān)系求解．

解答 解：（1）在101kPa下，CH₄（g）、H₂（g）、C（s）的燃燒熱（△H）分別為-890.3kJ/mol、-285.8kJ/mol、-393.5kJ/mol，它們的熱化學(xué)反應(yīng)方程式分別為：
①CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol；
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol；
③C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol；
根據(jù)蓋斯定律，由③+②×2-①得，C（s）+2H₂（g）=CH₄（g），△H=[（-393.5kJ/mol）+（-285.8kJ/mol）×2]-（-890.3kJ/mol）=-74.8kJ/mol，
故答案為：-74.8kJ/mol．
（2）①H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ•mol^-1；
②C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1；
③CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3KJ/mol；
依據(jù)蓋斯定律，①×2+②-③得到：C（S）+2H₂（g）=CH₄（g）△H=-74.8KJ/mol；故答案為：-74.8KJ/mol；
（2）①2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₁
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₂
由$\frac{①-②}{2}$得，H₂O（l）═H₂O（g）△H=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{2}}{2}$，
故答案為：H₂O（l）═H₂O（g）△H=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{2}}{2}$；
②設(shè)得到相同熱量，放出的熱量為Q，由2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₁得需要H₂的物質(zhì)的量$\frac{2Q}{△{H}_{1}}$，由2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₃得需要CO的物質(zhì)的量為$\frac{2Q}{△{H}_{3}}$，所需CO和H₂的體積比=物質(zhì)的量之比是$\frac{△{H}_{1}}{△{H}_{3}}$，
故答案為：$\frac{△{H}_{1}}{△{H}_{3}}$．

點(diǎn)評 本題主要考查了燃燒熱、熱化學(xué)方程式的書寫、蓋斯定律的運(yùn)用以及化學(xué)計(jì)算，熟練掌握蓋斯定律的計(jì)算應(yīng)用是關(guān)鍵，題目難度中等．