Question

【题目】PCl3和Cl2在一定条件下反应生成PCl5。

(1)有88 g CO2与足量H2恰好完全反应，生成气态水和甲醇，可放出1.2014×105 J的热量，试写出该反应的热化学方程式_______________________________________。

(2)25 ℃、101 kPa下，CH4的燃烧热为a kJ/mol，9 g液态水变为水蒸气吸热b kJ，则CH4燃烧生成二氧化碳和水蒸气热化学方程式为________________________________。

(3)硅与氯两元素的单质反应生成1mol硅的最高价化合物，恢复至室温，放热687kJ，已知该化合物的熔、沸点分别为-69℃和58℃，写出该反应的热化学方程式：________________________________________________。

(4)CO2与CH4经催化重整制得合成气：CH4(g)+ CO2(g) 2CO (g)+ 2H2(g)已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：

化学键	C—H	C=O	H—H	CO(CO)
键能/kJ·mol1	413	745	436	1075

则该反应的ΔH=________________________________。

(5)利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：

反应Ⅰ：2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol－1

反应Ⅲ：S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=－297 kJ·mol－1

反应Ⅱ的热化学方程式：___________________________________。

Answer 1

【答案】CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)；H＝-60.07 kJ/mol CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)；H＝-(a－4b)kJ/mol Si(s)+2Cl2(g)=SiCl4(l) △H=687 kJ/mol +120 kJ·mol-1 3SO2(g)+2H2O (g)2H2SO4 (l)+S(s) ΔH2=254 kJ·mol1

【解析】

(1)88gCO2的物质的量是2mol，2molCO2与足量H2恰好完全反应，生成气态水和甲醇，放出1.2014×105 J的热量，则1molCO2参与反应放热60.07 kJ；(2)25 ℃、101 kPa下，CH4的燃烧热为a kJ/mol，则甲烷燃烧热的热化学方程式是CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H＝ -akJ/mol；9 g液态水变为水蒸气吸热b kJ，则H2O(l)= H2O(g) H＝ 2b kJ/mol；根据盖斯定律计算CH4燃烧生成二氧化碳和水蒸气的焓变；(3)硅与氯两元素的单质反应生成SiCl4，SiCl4熔、沸点分别为-69℃和58℃，则常温下呈液态，生成1mol 液态SiCl4放热687kJ；(4)焓变=反应物的总键能-生成物的总键能；(5) 反应Ⅱ是3SO2(g)+2H2O (g)2H2SO4 (l)+S(s)，根据盖斯定律计算反应Ⅱ的焓变。

(1)88gCO2的物质的量是2mol，2molCO2与足量H2恰好完全反应，生成气态水和甲醇，放出1.2014×105 J的热量，则1molCO2参与反应放热60.07 kJ；该反应的热化学方程式是CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)；H＝ -60.07 kJ/mol；(2)25 ℃、101 kPa下，CH4的燃烧热为a kJ/mol，则甲烷燃烧热的热化学方程式是 ①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H＝ -akJ/mol；9 g液态水变为水蒸气吸热b kJ，则②H2O(l)= H2O(g) H＝2b kJ/mol；根据盖斯定律①-2×②得CH4燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)；H＝ -(a－4b) kJ/mol；(3)硅与氯两元素的单质反应生成SiCl4，SiCl4熔、沸点分别为-69℃和58℃，则常温下呈液态，生成1mol 液态SiCl4放热687kJ，热化学方程式为Si(s)+2Cl2(g)=SiCl4(l) △H=687 kJ/mol；(4)焓变=反应物的总键能-生成物的总键能，所以CH4(g)+ CO2(g) 2CO (g)+ 2H2(g) ΔH=413kJ/mol×4+745kJ/mol×2-1075kJ/mol×2-436kJ/mol×2=+120 kJ·mol-1；(5) ① 2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol－1；②S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=－297 kJ·mol－1；根据盖斯定律-①-②得反应Ⅱ的热化学方程式为3SO2(g)+2H2O (g)2H2SO4 (l)+S(s) ΔH2=254 kJ·mol1。