Question

12．（1）在101kPa時，在1.00molO₂中完全燃燒生成2.00mol液態H₂O，放出571.6kJ的熱量，表示H₂燃燒熱的熱化學方程式為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8KJ/mol．
（2）1.00L 1.00mol/LH₂SO₄溶液與2.00L 1.00mol/L NaOH溶液完全反應，放出114.6kJ的熱量，表示其中和熱的熱化學方程式為：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol．
（3）已知下列反應的熱化學方程式：
6C（g）+5H₂（g）+3N₂（g）+9O₂（g）═2C₃H₅（ONO₂）₃（1）△H₁
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₂
C（g）+O₂（g）═CO₂（g）△H₃
則反應4C₃H₅（ONO₂）₃（1）═12CO₂（g）+10H₂O（g）+O₂（g）+6N₂（g）的△H為12△H₃-2△H₁+5△H₂（用△H₁、△H₂、△H₃表示）
（4）已知一定溫度和壓強下，合成氨反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.0kJ•mol^-1，將1molN₂和3molH₂充人一密閉容器中，保持恒溫恒壓，在催化劑存在時進行反應，達到平衡時，測得N₂的轉化率為20%，此時H₂的轉化率為20%．若在相同條件下，起始時在該容器中充人2molNH₃，反應達到平衡時的熱量變化是吸收（填“吸收．’或“放出”）73.6kJ熱量．

Answer 1

分析 （1）氫氣燃燒熱指1mol氫氣完全燃燒生成液態水放出的熱量，注明物質的聚集狀態與反應熱書寫燃燒熱的熱化學方程式；
（2）中和熱是稀的酸和堿反應生成1mol水所放出的熱量；
（3）已知：①6C（g）+5H₂（g）+3N₂（g）+9O₂（g）═2C₃H₅（ONO₂）₃（1）△H₁
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₂
③C（g）+O₂（g）═CO₂（g）△H₃
根據蓋斯定律，③×12-①×2+②×5可得：4C₃H₅（ONO₂）₃（1）═12CO₂（g）+10H₂O（g）+O₂（g）+6N₂（g），反應熱也進行相應的計算；
（4）由氮氣轉化率計算參加反應氮氣的物質的量，根據方程式計算參加反應氫氣物質的量，進而計算氫氣轉化率；
若在相同條件下，起始時在該容器中充人2molNH₃，與原平衡為等效平衡，平衡時對應各組分物質的量相等，合成氨為放熱反應，則氨氣分解為吸熱反應，結合熱化學方程式計算吸收的熱量．

解答 解：（1）在101kPa時，H₂在1.00molO₂中完全燃燒生成2.00mol液態H₂O，放出571.6kJ的熱量，即2mol氫氣完全燃燒放出571.6kJ的熱量，則1mol氫氣完全燃燒放出的燃量為285.8KJ，所以氫氣的燃燒熱為-285.8KJ/mol，氫氣和氧氣都是氣態，水是液態，則氫氣的燃燒熱的熱化學方程式為：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）1.00L 1.00mol/L H₂SO₄溶液與2.00L 1.00mol/L NaOH溶液完全反應，放出114.6kJ的熱量，即生成2mol水放出114.6kJ的熱量，中和熱為-57.3kJ/mol，則中和熱的熱化學方程式：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol，
故答案為：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol；
（3）已知：①6C（g）+5H₂（g）+3N₂（g）+9O₂（g）═2C₃H₅（ONO₂）₃（1）△H₁
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₂
③C（g）+O₂（g）═CO₂（g）△H₃
根據蓋斯定律，③×12-①×2+②×5可得：4C₃H₅（ONO₂）₃（1）═12CO₂（g）+10H₂O（g）+O₂（g）+6N₂（g），故△H=12△H₃-2△H₁+5△H₂，
故答案為：12△H₃-2△H₁+5△H₂；
（4）參加反應氮氣為1mol×20%=0.2mol，由方程式可知參加反應氫氣為0.2mol×3=0.6mol，故氫氣轉化率為$\frac{0.6mol}{3mol}$×100%=20%；
若在相同條件下，起始時在該容器中充人2molNH₃，與原平衡為等效平衡，平衡時對應各組分物質的量相等，則分解的得到氮氣為1mol-0.8mol=0.2mol，合成氨為放熱反應，則氨氣分解為吸熱反應，則吸收的熱量為92kJ×$\frac{0.8mol}{1mol}$=73.6kJ，
故答案為：吸熱；73.6．

點評 本題考查熱化學方程式書寫、反應熱計算、化學平衡有關計算等，注意對燃燒熱、中和熱概念的理解，難度中等．