Question

依據事實，寫出下列反應的熱化學方程式．
（1）在25℃、101kPa下，3molNO₂氣體與足量的水反應生成硝酸和NO氣體放熱138KJ．

3NO₂（g）+H₂O（l）=2HNO₃（aq）+NO（g）△H=-138 kJ?mol^-1

．
（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=-92 kJ?mol^-1

．
（3）以甲烷為原料制取氫氣是工業上常用的制氫方法．
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
請寫出CH₄（g）與H₂O（g）反應生成CO₂（g）和H₂（g）的熱化學方程式

CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=+165 kJ?mol^-1

．

Answer 1

分析：（1）書寫化學方程式，標注物質聚集狀態和對應反應量的反應熱；
（2）依據化學方程式結合反應熱=拆化學鍵吸收的能量-形成化學鍵放出的能量，計算反應熱，標注物質聚集狀態寫出熱化學方程式；
（3）依據蓋斯定律，利用熱化學方程式計算得到所需熱化學方程式．

解答：解：（1）3molNO₂氣體與足量的水反應生成硝酸和NO氣體放熱138KJ，反應的熱化學方程式為：3NO₂（g）+H₂O（l）=2HNO₃（aq）+NO（g）△H=-138 kJ?mol^-1，
故答案為：3NO₂（g）+H₂O（l）=2HNO₃（aq）+NO（g）△H=-138 kJ?mol^-1；
（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，化學方程式為N₂+3H₂?2NH₃，依據化學方程式計算反應熱=946kJ/mol+3×436kJ/mol-6×391kJ/mol=-92KJ/mol；反應的熱化學方程式：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92 kJ?mol^-1，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92 kJ?mol^-1；
（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
依據蓋斯定律①×2-②得到：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=+165 kJ?mol^-1，
故答案為：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=+165 kJ?mol^-1．

點評：本題考查了熱化學方程式的書寫方法和注意問題，依據化學鍵鍵能計算反應人的方法，蓋斯定律的計算應用，題目難度中等．