Question

3．（1）蓋斯定律在生產和科學研究中有很重要的意義．
已知：①2C₃H₈（g）+7O₂（g）═6CO（g）+8H₂O（l）△H=-2741.8kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566kJ/mol
（1）反應C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（l）的△H=-2219.9kJ/mol；
（2）用O₂將HCl轉化為Cl₂，可提高效益，減少污染，傳統上該轉化通過如圖所示的催化劑循環實現，
其中，反應①為：2HCl（g）+CuO（s）?（g）+CuCl₂（g）△H₁．反應②生成1molCl₂（g）的反應熱為△H₂，則總反應的熱化學方程式為2HCl（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）?H₂O（g）+Cl₂（g）△H=△H₁+△H₂，（反應熱用△H₁和△H₂表示）；
（3）25℃時，有pH=x的鹽酸和pH=y的氫氧化鈉溶液（x≤6，y≥8），取aL該鹽酸與bL該氫氧化鈉溶液反應，恰好完全中和，求該鹽酸與該氫氧化鈉溶液完全中和，兩溶液的pH（x、y）的關系式為：x+y=14+lg$\frac{a}$（填表達式）．

Answer 1

分析 （1）依據熱化學方程式和蓋斯定律構造計算所需熱化學方程式得到反應焓變；
（2）由圖示可知，整個過程為：4HCl+O₂=2Cl₂+2H₂O，反應②生成1molCl₂（g）的反應熱為△H₂，則反應熱化學方程式為：CuCl₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CuO（s）+Cl₂（g）△H₂，根據蓋斯定律（①+②）×2可得總反應的熱化學方程式；
（3）根據兩溶液完全中和，則溶液中n（H⁺）=n（OH^-），即10^-x•a=10^y-14•b，整理得：$\frac{a}$=10^x+y-14，再根據（x+y）的數據對各小題進行分析．

解答 解：（1）①2C₃H₈（g）+7O₂（g）═6CO（g）+8H₂O（l）△H=-2741.8kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566kJ/mol
依據蓋斯定律計算（①-②×3）×$\frac{1}{2}$得到熱化學方程式C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（l）的△H=-2219.9 kJ/mol，
故答案為：-2219.9 kJ/mol；
（2）由圖示可知，整個過程為：4HCl+O₂=2Cl₂+2H₂O，反應①為：2HCl（g）+CuO（s）?H₂O（g）+CuCl₂（s）△H₁，
反應②生成1molCl₂（g）的反應熱為△H₂，則反應熱化學方程式為：CuCl₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CuO（s）+Cl₂（g）△H₂，
根據蓋斯定律（①+②）×2可得總反應的熱化學方程式：4HCl（g）+O₂（g）=2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=2（△H₁+△H₂），所以2HCl（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）?H₂O（g）+Cl₂（g）△H=△H₁+△H₂，
故答案為：2HCl（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）?H₂O（g）+Cl₂（g）△H=△H₁+△H₂；
（3）根據兩溶液完全中和，則溶液中n（H⁺）=n（OH^-），即10^-x•a=10^y-14•b，整理得：$\frac{a}$=10^x+y-14，
兩溶液完全中和，則有$\frac{a}$=10^x+y-14即lg（$\frac{a}$）=x+y-14，解得：x+y=14+lg（$\frac{a}$），
故答案為：x+y=14+lg$\frac{a}$．

點評 本題考查了熱化學方程式書寫和應用蓋斯定律計算反應熱，題目難度中等，較好的考查的分析解決問題的能力，難度中等．