Question

3．（1）已知下列兩個熱化學方程式：
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol
C₃H₈（g）+5O₂（g）═4H₂O（l）+3CO₂（g）△H=-2220.0kJ/mol
①已知：H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44.0kJ•mol^-1，寫出丙烷燃燒生成CO₂和氣態水的熱化學方程式：C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-2044kJ/mol．
②實驗測得H₂和C₃H₈的混合氣體共5mol，完全燃燒生成液態水時放熱6 262.5kJ，則混合氣體中H₂和C₃H₈的體積比是1：1．
（2）已知：P₄（白磷，s）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H=-2983.2kJ/mol
P（紅磷，s）+$\frac{5}{4}$O₂（g）═$\frac{1}{4}$P₄O₁₀（s）△H=-738.5kJ/mol
試寫出白磷轉化為紅磷的熱化學方程式P₄（s，白磷）═4P（s，紅磷）△H=-29.2kJ•mol^-1相同狀況下，能量較低的是P（s，紅磷）；白磷的穩定性比紅磷低  （填“高”或“低”）．

Answer 1

分析 （1）①根據蓋斯定律，由已知熱化學方程式乘以適當的系數進行加減，反應熱也處于相應的系數進行相應的加減，構造目標熱化學方程式；
②依據兩個熱化學方程式結合題干數據列式計算得到；
（2）利用蓋斯定律可以解答，從待求反應出發，分析待求反應中的反應物和生成物在已知反應中的位置，通過相互加減可得；物質的能量越低越穩定．

解答 解：（1）①已知：C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（1）△H=-2220.0kJ/mol①
H₂O（1）=H₂O（g）△H=+44.0kJ/mol②
由蓋斯定律可知，①+②×4得C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-2044kJ/mol，
故答案為：C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-2044kJ/mol；
②H₂和C₃H₈的混合氣體共5mol，設氫氣物質的量為x，丙烷物質的量為（5-x），完全燃燒生成液態水時放熱6262.5kJ
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（1）△H=-285.8kJ/mol
1                            285.8kJ
x                            285.8xkJ
⑦C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（1）△H=-2220.0kJ•mol^-1
1                                       2220.0kJ
5-x                                     2220.0（5-x）kJ
285.8xkJ+2220.0×（5-x）kJ=6262.5kJ
解得：x=2.5mol；
混合氣體中H₂和C₃H₈的體積比=2.5：2.5=1：1；
故答案為：1：1；
（2）已知：P₄（s，白磷）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H=-2983.2kJ•mol^-1　①，
P（紅磷，s）+$\frac{5}{4}$O₂（g）═$\frac{1}{4}$P₄O₁₀（s）△H=-738.5kJ/mol②，
據蓋斯定律，①-②×4可得：P₄（s，白磷）═4P（s，紅磷）△H=-29.2 kJ•mol^-1
從上面的熱化學方程式可見，相同狀況下，白磷比紅磷能量高；因為能量越低越穩定，所以紅磷比白磷穩定，
故答案為：P₄（s，白磷）═4P（s，紅磷）△H=-29.2 kJ•mol^-1； P（s，紅磷）； 低．

點評 本題考查了熱化學方程式的書寫及計算，題目難度中等，明確蓋斯定律的含義為解答關鍵，注意掌握熱化學方程式的書寫原則，能夠根據蓋斯定律計算、書寫目標反應的熱化學方程式．