Question

5．按要求回答下列題
I．（1）4g CO 在氧氣中燃燒生成 CO2，放出 9.6kJ 熱量，寫出 CO 燃燒的熱化學方程式CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-67.2KJ/mol；
（2）已知拆開 1mol H-H 鍵、1mol N-H 鍵、1mol N≡N 鍵分別需要的能量是 436kJ、391kJ、946kJ，則 N₂與 H₂反應生成 NH₃ 的熱化學方程式為N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1．
（3）已知碳的燃燒熱△H1=a kJ•mol^-1
2K（s）+N₂（g）+3O₂（g）═2KNO₃（s）△H₂=b kJ•mol^-1
S（s）+2K（s）═K₂S（s）△H₃=c kJ•mol^-1
則 S（s）+2KNO₃（s）+3C（s）═K₂S（s）+N₂（g）+3CO₂（g）△H=（3a+c-b） kJ•mol^-1．
II．（4）稀土元素是寶貴的戰(zhàn)略資源，贛州的稀土蘊藏量居世界首位，是名符其實的稀土王國． （4）鈰（Ce）是地殼中含量最高的稀土元素．在加熱條件下 CeCl₃易發(fā)生水解，無水 CeCl₃可用加熱 CeCl₃•6H₂O 和 NH₄Cl 固體混合物的方法來制備．其中 NH₄Cl 的作用是分解出HCl氣體，抑制CeCl₃的水解
（5）在某強酸性混合稀土溶液中加入 H₂O₂，調節(jié) pH≈3，Ce³⁺通過下列反應形成 Ce（OH）₄ 沉淀得以分離．完成反應的離子方程式：2Ce³⁺+H₂O₂+6H₂O═2Ce（OH）₄↓+6H⁺
□Ce³⁺+□H₂O₂+□H₂O═□Ce（OH）₄↓+□H⁺．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）根據(jù)熱化學方程式的書寫方法可知，化學計量數(shù)與反應熱成正比，并注意標明物質的聚集狀態(tài)來解答；
（2）化學反應中，化學鍵斷裂吸收能量，形成新化學鍵放出能量，根據(jù)方程式計算分別吸收和放出的能量，以此計算反應熱并判斷吸熱還是放熱；
（3）碳的燃燒熱△H₁=a kJ•mol^-1，其熱化學方程式為C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=a kJ•mol^-1①
S（s）+2K（s）═K₂S（s）△H₂=b kJ•mol^-1②
2K（s）+N₂（g）+3O₂（g）═2KNO₃（s）△H₃=c kJ•mol^-1③
將方程式3①+②-③得S（s）+2KNO₃（s）+3C（s）═K₂S（s）+N₂（g）+3CO₂（g），其反應熱進行相應的改變，據(jù)此計算反應熱；
Ⅱ、（4）在加熱條件下CeCl₃易發(fā)生水解，為抑制其水解，可以通入HCl；
（5）該反應中Ce元素化合價由+3價變?yōu)?4價，則Ce³⁺是還原劑，則雙氧水是氧化劑，得電子化合價降低，根據(jù)轉移電子守恒、原子守恒配平方程式．

解答 解：Ⅰ、（1）4g CO在氧氣中燃燒生成CO₂，放出 9.6kJ熱量，28g一氧化碳在氧氣中燃燒放出熱量=$\frac{28}{4}$×9.6KJ=67.2KJ，則CO燃燒的熱化學方程式為：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-67.2KJ/mol，
故答案為：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-67.2KJ/mol
（2）在反應N₂+3H₂?2NH₃中，斷裂3molH-H鍵，1mol N三N鍵共吸收的能量為：3×436kJ+946kJ=2254kJ，生成2mol NH₃，共形成6mol N-H鍵，放出的能量為：6×391kJ=2346kJ，吸收的能量少，放出的能量多，該反應為放熱反應，放出的熱量為：2346kJ-2254kJ=92kJ，即N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1；
（3）碳的燃燒熱△H₁=a kJ•mol^-1，其熱化學方程式為C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=a kJ•mol^-1①
S（s）+2K（s）═K₂S（s）△H₂=b kJ•mol^-1②
2K（s）+N₂（g）+3O₂（g）═2KNO₃（s）△H₃=c kJ•mol^-1③
將方程式3①+②-③得S（s）+2KNO₃（s）+3C（s）═K₂S（s）+N₂（g）+3CO₂（g），則△H=（3a+b-c）kJ•mol^-1，
故答案為：（3a+b-c）kJ•mol^-1；
Ⅱ、（4）加熱條件下CeCl₃易發(fā)生水解，為抑制其水解，可以通入HCl，所以無水CeCl₃可用加熱CeCl₃•6H₂O和NH₄Cl固體混合物的方法來制備目的是分解出HCl氣體，抑制CeCl₃的水解，故答案為：分解出HCl氣體，抑制CeCl₃的水解；
（5）該反應中Ce元素化合價由+3價變?yōu)?4價，則Ce³⁺是還原劑，則雙氧水是氧化劑，得電子化合價降低，則O元素化合價由-1價變?yōu)?2價，轉移電子數(shù)為2，根據(jù)電荷守恒知未知微粒是氫離子，根據(jù)轉移電子守恒、原子守恒配平方程式為2Ce³⁺+H₂O₂+6H₂O═2Ce（OH）₄↓+6H⁺，
故答案為：2Ce³⁺+H₂O₂+6H₂O═2Ce（OH）₄↓+6H⁺；2，1，6，2，6 H⁺．

點評 本題主要考查了熱化學方程式的書寫，需要注意的有：物質的狀態(tài)、反應熱的數(shù)值與單位，反應熱的數(shù)值與化學方程式前面的系數(shù)成正比．同時還考查了反應熱的計算，題目難度不大，注意把握從鍵能的角度計算反應熱的方法．