Question

20．回答下列问题：
（1）写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol（中和热数值为57.3kJ/mol）．
（2）取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验，②近似认为0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm³，中和后生成溶液的比热容c=4.18J/（g•℃）．实验中测得起始温度与终止温度的平均温差为4.0℃则中和热△H=-53.5kJ/mol（取小数点后一位）．用相同浓度和体积的氨水（NH₃•H₂O）代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会偏小．（填“偏大”、“偏小”、“无影响”）
（3）X、R是短周期主族元素，X、R在周期表中的相对位置如表所示；X元素最低负化合价的绝对值等于其原子的最外层电子数； 已知由X和R形成的液态化合物XR₂的燃烧热是1075kJ/mol，试写出表示其燃烧热的热化学方程式CS₂（l）+3O₂（g）=CO₂（g）+2SO₂（g）△H=-1075kJ/mol．写出化合物XR₂的结构式S=C=S．

	X
			R

（4）白磷、红磷是磷的两种同素异形体，在空气中燃烧得到磷的氧化物，空气不足时生成P₄O₆，空气充足时生成P₄O₁₀．已知298K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为P₄（s，白磷）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H₁=-2 983.2kJ•mol^-1．在298K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为P₄（s，白磷）+3O₂（g）═P₄O₆（s）△H=-1638kJ•mol^-1．在某密闭容器中加入62g白磷和50.4L氧气（标准状况），控制条件使之恰好完全反应．则所得到的P₄O₁₀与P₄O₆的物质的量之比为3：1，反应过程中放出的热量为1323.45 kJ．

Answer 1

分析 （1）根据物质的量与热量的关系以及热化学方程式的书写方法来解答；
（2）根据Q=m•c•△T计算出反应放出的热量，然后计算出生成1mol水放出的热量，就可以得到中和热
（3）由短周期元素，X元素最低负化合价的绝对值等于其原子的最外层电子数，设最外层电子数为x，则有8-x=x，x=4，则X为C元素，根据在元素周期表的相对位置可知R为S元素；
（4）设P₄O₁₀物质的量为x，P₄O₆物质的量为y，结合原子守恒计算得到，依据热化学方程式计算反应放出的热量．

解答 解：（1）中和热是指在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1mol H₂O时，放出57.3kJ的热量，则中和热的热化学方程式为：1/2H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=1/2Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol，
故答案为：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol；
（2）50mL0.50mol/L氢氧化钠与30mL0.50mol/L硫酸溶液进行中和反应，生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液的质量为：80mL×1g/cm³=80g，温度变化的值为△T=4.0℃，则生成0.025mol水放出的热量为：Q=m•c•△T=80g×4.18J/（g•℃）×4.0℃=1337.6J，即1.3376KJ，所以实验测得的中和热△H=-$\frac{1.3376kJ}{0.025mol}$=-53.5kJ/mol；用相同浓度和体积的氨水（NH₃•H₂O）代替NaOH溶液进行上述实验，氨水是弱电解质，电离吸热，导致测得的中和热的数值会偏小；
故答案为：-53.5kJ/mol；偏小；
（3）由短周期元素，X元素最低负化合价的绝对值等于其原子的最外层电子数，设最外层电子数为x，则有8-x=x，x=4，则X为C元素，根据在元素周期表的相对位置可知R为S元素；由X和R形成的液态化合物为CS₂，根据燃烧热可写出反应的热化学方程式为
CS₂（l）+3O₂（g）=CO₂（g）+2SO₂（g）△H=-1075kJ/mol；CS₂是直线型分子，其结构式为S=C=S；
故答案为：CS₂（l）+3O₂（g）=CO₂（g）+2SO₂（g）△H=-1075kJ/mol；S=C=S；
（4）在某密闭容器中加入62g白磷和50.4L氧气（标准状况），白磷中磷原子物质的量=$\frac{62g}{31g/mol}$=2mol原子，氧气物质的量=$\frac{50.4L}{22.4L/mol}$=2.25mol，含有4.5mol氧原子；依据原子守恒列式计算：设P₄O₁₀物质的量为x，P₄O₆物质的量为y
$\left\{\begin{array}{l}{4x+4y=2mol}\\{5x+3y=2.25mol}\end{array}\right.$
计算出x=0.375mol，y=0.125mol
最后生成0.375molP₄O₁₀，0.125molP₄O₆mol，故物质的量之比为3：1；
P₄（白磷，s）+3O₂（g）═P₄O₆（s）△H=-1 638kJ•mol^-1；
P₄（白磷，s）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H₁=-2 983.2kJ•mol^-1；
放出的热量=0.375mol×（-2983.2KJ/mol）+0.125 mol×（-1638KJ/mol）=1323.45kJ；
故答案为：3：1；1323.45 kJ．

点评 本题考查了物质结构分析，热化学方程式书写和盖斯定律计算应用，原子守恒和化学方程式的计算方法应用，掌握基础是关键，题目难度中等．