Question

13．2007年10月24日我國自主研發的第一顆月球探測衛星“嫦娥一號”的成功發射，“嫦娥一號”三級火箭所用的燃料是高性能、高純度的液氫燃料和液氧氧化劑，氫氣不僅是一種高能燃料，也是一種可再生的綠色能源．
（1）氫氣的燃燒熱為285.8kJ/mol，寫出其燃燒的熱化學方程式：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O （l）△H=-285.8kJ/mol．
（2）實驗測得1mol H₂與1mol Cl₂完全反應放出184.6kJ的熱量，又知1mol H₂分子中化學鍵斷裂時需要吸收436kJ的能量，1mol Cl₂分子中化學鍵斷裂需要吸收243kJ的能量．則1mol HCl分子中化學鍵斷裂時需要吸收431.8kJ的能量．
（3）已知2H₂O（g）═2H₂（g）+O₂（g）；△H=+483.6kJ/mol
N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）；△H=+67.8kJ/mol
3H₂（g）+N₂（g）═2NH₃（g）；△H=-92.0kJ/mol
則1mol NH₃（g） 燃燒生成NO₂（g）和H2O（g）的反應熱△H=-282.8kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）依據燃燒熱概念是1mol可燃物完全燃燒生成穩定氧化物放出的熱量分析書寫，其中水是液態水，反應熱的單位和符號不能漏寫；
（2）依據反應焓變=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和計算；
（3）依據熱化學方程式，①2H₂O（g）═2H₂（g）+O₂（g）△H=+483.6kJ/mol
②N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂ △H=+67.8kJ/mol
③3H₂（g）+N₂（g）═2NH₃（g）△H=-92.0kJ/mol
根據蓋斯定律計算所需熱化學方程式為[（②-③）×2-①×3]×$\frac{1}{4}$得到NH₃（g）+$\frac{7}{4}$O₂（g）═NO₂ +$\frac{3}{2}$H₂O（g）△H=-282.8kJ/mol．

解答 解：（1）氫氣的燃燒熱為285.8kJ/mol，是指1mol氫氣完全燃燒生成液態水放出的熱量，其燃燒的熱化學方程式H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O （l）△H=-285.8kJ/mol；
故答案為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O （l）△H=-285.8kJ/mol；
（2）實驗測得1mol H₂與1mol Cl₂完全反應放出184.6kJ的熱量，又知1mol H₂分子中化學鍵斷裂時需要吸收436kJ的能量，1mol Cl₂分子中化學鍵斷裂需要吸收243kJ的能量，1mol HCl分子中化學鍵斷裂時需要吸收能量x，反應焓變=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和，-184.6KJ/mol=436KJ/mol+243KJ/mol-2x，x=431.8KJ/mol
則1mol HCl分子中化學鍵斷裂時需要吸收431.8kJ；
故答案為：431.8kJ；
（3）①2H₂O（g）═2H₂（g）+O₂（g）；△H=+483.6kJ/mol
②N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂；△H=+67.8kJ/mol
③3H₂（g）+N₂（g）═2NH₃（g）；△H=-92.0kJ/mol
[（②-③）×2-①×3]×$\frac{1}{4}$得到NH₃（g）+$\frac{7}{4}$O₂（g）═NO₂ +$\frac{3}{2}$H₂O（g）△H=-282.8kJ/mol；
則1mol NH₃（g）燃燒生成NO₂（g）和H₂O（g）的反應熱△H=-282.8kJ/mol；
故答案為：-282.8kJ/mol．

點評 本題考查了熱化學方程式書寫方法和蓋斯定律計算應用，注意利用鍵能計算焓變的方法，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．