Question

12．碳是形成化合物種類最多的元素，其單質及化合物是人類生產生活的主要能源物質．請回答下列問題：
（1）有機物M經過太陽光光照可轉化成N，轉化過程如下：
$?_{暗處}^{光照}$△H═88.6kJ•mol^-1
則M、N相比，較穩定的是M．
（2）已知CH₃OH（l）的燃燒熱為726.5kJ•mol^-1，CH₃OH（l）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂（g）△H=-a kJ•mol^-1，則a＜726.5（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）使Cl₂和H₂O（g）通過灼熱的炭層，生成HCl和CO₂，當有1mol Cl₂參與反應時釋放出145kJ熱量，寫出該反應的熱化學方程式2Cl₂（g）+2H₂O（g）+C（s）═4HCl（g）+CO₂（g）△H=-290kJ•mol^-1 ．
（4）火箭和導彈表面的薄層是耐高溫物質．將石墨、鋁粉和二氧化鈦按一定比例混合在高溫下煅燒，所得物質可作耐高溫材料，4Al（s）+3TiO₂（s）+3C（s）═2Al₂O₃（s）+3TiC（s）△H=-1176kJ•mol^-1，則反應過程中，每轉移1mol電子放出的熱量為98kJ．
（5）已知：Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H=+489.0kJ•mol^-1111．Com]
CO（g）+1/2O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ•mol^-1
C（石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1
則4Fe（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃（s）△H=-1641.0kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）M轉化為N是吸熱反應，所以N的能量高，不穩定；
（2）甲醇燃燒生成CO₂（g）和H₂（g）屬于不完全燃燒，放出的熱量少，故a＜238.6；
（3）有1mol Cl₂參與反應時釋放出145kJ熱量，2mol氯氣反應放熱290kJ，注物質聚集狀態和對應反應焓變寫出熱化學方程式；
（4）所給反應中轉移12個電子，故每轉移1mol電子放出的熱量為1 176kJ÷12=98kJ；
（5）已知：①Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H=+489.0kJ•mol^-1
②CO（g）+1/2O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ•mol^-1111]
③C（石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1
則關鍵蓋斯定律可知（③×3-①-②×3）×2即得．

解答 解：（1）有機物M經過太陽光光照可轉化成N，：△H=+88.6kJ•mol^-1，過程是吸熱反應，N暗處轉化為M，是放熱反應，能量越低越穩定，說明M穩定；
故答案為：M；
（2）燃燒熱是1mol物質完全燃燒生成穩定氧化物放出的熱量，甲醇燃燒生成CO₂（g）和H₂（g）屬于不完全燃燒，放出的熱量小于燃燒熱；
故答案為：＜；
（3）有1mol Cl₂參與反應時釋放出145kJ熱量，2mol氯氣反應放熱290kJ，反應的熱化學方程式為：2Cl₂（g）+2H₂O（g）+C（s）═4HCl（g）+CO₂（g）△H=-290kJ•mol^-1 ；
故答案為：2Cl₂（g）+2H₂O（g）+C（s）═4HCl（g）+CO₂（g）△H=-290kJ•mol^-1 ；
（4）4Al（s）+3TiO₂（s）+3C（s）═2Al₂O₃（s）+3TiC（s）△H=-1176kJ•mol^-1，轉移12mol電子放熱1176KJ，則反應過程中，每轉移1mol電子放熱98kJ，
故答案為：98kJ；
（5）已知：①Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H=+489.0kJ•mol^-1
②CO（g）+1/2O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ•mol^-1111]
③C（石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1
則關鍵蓋斯定律可知（③×3-①-②×3）×2即得到4Fe（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃（s）的△H=-1641.0kJ•mol^-1，故答案為：-1641.0kJ•mol^-1．

點評 本題考查了化學反應能量變化，燃燒熱概念分析判斷，氧化還原反應電子轉移的計算應用，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．