Question

19．到目前為止，由化學能轉變的熱能或電能仍然是人類使用的最主要的能源．
（1）在25℃、101kPa下，8g的甲醇（CH₃OH）完全燃燒生成CO₂和液態水時放出176kJ的熱量，則表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式為CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-704KJ/mol．
（2）化學反應中放出的熱能（焓變，△H）與反應物和生成物的鍵能（E）有關．
  已知：H₂ （g）+Cl₂ （g）═2HCl （g）△H=-185kJ/mol[來源
  E（H-H）=436kJ/mol          E（Cl-Cl）=243kJ/mol
則E（H-Cl）=432kJ/mol
（3）已知某反應A（g）+B（g）?C （g）+D（g），過程中的能量變化如圖所示．
則該反應是吸熱反應（填“吸熱”或“放熱”），若在反應體系中加入催化劑使逆反應速率增大，則△H的變化是：不變（填“增大”“減小”或“不變”）．
（4）已知下列熱化學方程式
Fe₂O₃（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO₂（g）△H₁=-25kJ•mol^-1①
3Fe₂O₃（s）+CO（g）═2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H₂=-47kJ•mol^-1 ②
Fe₃O₄（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO₂（g）△H₃=+19kJ•mol^-1③
寫出FeO（s）被CO還原成Fe和CO₂的熱化學方程式：FeO（s）+CO（g）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-11kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩定氧化物時放出的熱量；在25℃、101kPa下，8g甲醇（CH₃OH）燃燒生成CO₂和液態水時放熱176kJ，32g甲醇燃燒生成CO₂和液態水時放熱176kJ×$\frac{32}{8}$=704kJ，1mol甲醇質量為32克，所以完全燃燒1mol甲醇生成二氧化碳和液態水放熱704KJ，根據燃燒熱的概念分析即可解答；
（2）反應熱=反應物總鍵能-生成物總鍵能，據此計算；
（3）分析圖象中物質能量變化可知AB反應物能量低于生成物CD，反應是吸熱反應；催化劑改變反應速率，不改變化學平衡，反應熱不變；
（4）首先寫出FeO（s）被CO還原成Fe和CO₂的熱化學方程式CO（g）+FeO（s）=Fe（g）+CO₂（g）△H，利用蓋斯定律①×3-（③×2+②）可得到該化學方程式．

解答 解：（1）1mol甲醇完全燃燒生成二氧化碳和液態水放熱704KJ，燃燒熱熱化學方程式為：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-704kJ•mol^-1，
故答案為：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O （l）△H=-704 KJ/mol；
（2）436kJ/mol+243kJ/mol-2E（H-Cl）=-185kJ/mol，解得E（H-Cl）=432KJ/mol，故答案為：432 kJ/mol；
（3）分析圖象中物質能量變化可知AB反應物能量低于生成物CD，反應是吸熱反應，A（g）+B（g）?C（g）+D（g）過程中的能量變化為吸熱，其它條件不變在反應體系中加入催化劑，改變反應速率，不改變化學平衡，反應熱不變所以對反應熱無影響，
故答案為：吸熱，不變；
（4）①Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）；△H=-25kJ/mol
②3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）；△H=-47kJ/mol
③Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）；△H=+19kJ/mol
依據蓋斯定律①×3-（③×2+②）得到：
6CO（g）+6FeO（s）=6Fe（g）+6CO₂（g）△H=-66kJ/mol；
得到熱化學方程式為：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-11kJ/mol，
故答案為：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-11kJ/mol．

點評 本題考查了熱化學方程式的書寫方法和蓋斯定律的計算應用，化學反應能量變化的分析判斷，影響化學平衡的因素分析，注意催化劑改變反應速率不改變化學平衡，題目難度中等．