Question

依據敘述，寫出下列反應的熱化學方程式。

（1）用N_A表示阿伏加德羅常數，在C₂H₂(氣態)完全燃燒生成CO₂和液態水的反應中，每有4N_A個電子轉移時，放出450 kJ的熱量。其熱化學方程式為______________________。

（2）已知拆開1 mol H—H鍵、1 mol N—H鍵、1 mol N≡N鍵分別需要的能量是436 kJ、395 kJ、940 kJ，則N₂與H₂反應生成NH₃的熱化學方程式為____________________________。

（3）鈦（Ti）被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，已知由金紅石（TiO2）制取單質Ti，涉及的步驟為：

已知：①C(s)+O₂(g) CO₂(g);  ΔH=－395.5 kJ·mol^-1

②2CO(g)+O₂(g) 2CO₂(g);  ΔH=－560 kJ·mol^-1

③TiO₂(s)+2Cl₂(g)+2C(s) TiCl₄(s)+2CO(g)的ΔH=―80kJ/mol        

則TiO₂(s)與Cl₂(g)反應的熱化學方程式為                               。

 

Answer 1

【答案】

（13分）

(1)C₂H₂(g)+O₂(g)＝2CO₂(g)+ H₂O(l)  ΔH＝－1125 kJ/mol  （4分）

(2)N₂(g)+ 3H₂(g)2NH₃(g)   ΔH＝－122 kJ/mol   （4分）

(3)TiO₂(s)+ 2Cl₂(g)＝TiCl₄(s)+ O₂(g) ΔH＝＋151 kJ/mol   （5分）

【解析】

試題分析：（1）乙炔分子中碳元素的化合價是－1價，反應后變為＋4價，失去5個電子，即1mol乙炔失去10mol電子，則每有4N_A個電子轉移時，消耗乙炔的物質的量是0．4mol，所以每消耗1mol乙炔放出的熱量是，因此該反應的熱化學方程式是C₂H₂(g)+ O₂(g)＝2CO₂(g)+ H₂O(l)  ΔH＝－1125 kJ/mol。

（2）反應熱就是斷鍵吸收的能量，和形成化學鍵所放出的能量的差值，則根據鍵能可知，每生成2mol氨氣的反應熱△H＝436kJ/mol×3＋940kJ/mol－2×3×395kJ/mol＝－122 kJ/mol，即反應的熱化學方程式是N₂(g)+ 3H₂(g)2NH₃(g)   ΔH＝－122 kJ/mol。

（3）根據蓋斯定律可知，③＋②－①×2，即得到反應TiO₂(s)+ 2Cl₂(g)＝TiCl₄(s)+ O₂(g) ，所以該反應的反應熱ΔH＝―80kJ/mol－560 kJ/mol＋395．5 kJ/mol×2＝＋151 kJ/mol。

考點：考查熱化學方程式的書寫以及反應熱的有關計算。