Question

14．能源是國民經濟發展的重要基礎，我國目前使用的能源主要是化石燃料．
（1）在25℃、101kPa時，16g CH₄完全燃燒生成液態水時放出的熱量是890.31kJ，則CH4燃燒的熱化學方程式是CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.31KJ/mol．
（2）已知：C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H1=-437.3kJ•mol^-1
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-285.8kJ•mol^-1
CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₃=-283.0kJ•mol^-1
則煤的氣化主要反應的熱化學方程式是：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=-131.5kJ•mol^-1．
（3）依據蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學反應的焓變進行估算．
已知：C（石墨，s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-393.5kJ/mol           ①
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₂=-571.6kJ/mol              ②
2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O（l）△H₃=-2 599kJ/mol  ③
根據蓋斯定律，計算298K時由C（石墨，s）和H2（g）生成1mol C₂H₂（g）反應的焓變△H=+226.7kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）根據熱化學方程式的書寫方法可知，化學計量數與反應熱成正比，并注意標明物質的聚集狀態來解答；
（2）①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-437.3kJ•mol^-1
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-285.8kJ•mol^-1
③CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0kJ•mol^-1
①-②-③C（s）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）依據蓋斯定律計算焓變即可；
（3）可以先根據反應物和生成物書寫化學方程式，根據蓋斯定律計算反應的焓變，最后根據熱化學方程式的書寫方法來書寫熱化學方程式．

解答 解：（1）16g即1molCH₄在氧氣中燃燒生成CO₂和液態水，放出889kJ熱量，則熱化學方程式為：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.31KJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.31KJ/mol；
（2）①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-437.3kJ•mol^-1
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-285.8kJ•mol^-1
③CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0kJ•mol^-1
依據蓋斯定律計算，①-②-③得到固態碳與水蒸汽反應生成一氧化碳和氫氣的熱化學方程式是：C（s）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-131.5kJ•mol^-1；
故答案為：-131.5kJ•mol^-1；
（3）已知：①C （s，石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kJ•mol^-1；
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （l）△H₂=-571.6kJ•mol^-1；
③2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O （l）△H₂=-2599kJ•mol^-1；
2C （s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g）的反應可以根據①×2+②×$\frac{1}{2}$-③×$\frac{1}{2}$得到，所以反應焓變△H=2×（-393.5kJ•mol^-1）+（-571.6kJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$-（-2599kJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$=+226.7kJ•mol^-1，
故答案為：+226.7kJ•mol^-1．

點評 本題考查學生蓋斯定律的應用和熱化學方程式的書寫方面的知識，注意反應熱等于反應物的總鍵能-生成物的總鍵能、蓋斯定律的應用．