题目内容
【题目】通常人们把拆开1mol 某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可用于估算化学反应的反应热(△H)。
化学键 | Cl－Cl | H—H | H—Cl | N≡N |
键能/kJ·mol | 243 | 436 | 431 | 946 |
(1)按要求完成填空
a.2HCl(g) ＝ H2(g)＋Cl2(g)；△H=______________________
b.N2 (g)+3H2(g)= 2NH3(g) ΔH=-92kJ/mol，则N—H键的键能是__________kJ·mol
(2)1 mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式__________________________________
(3) 已知在常温常压下：
① 2CH3OH(l) ＋ 3O2(g) ＝ 2CO2(g) ＋ 4H2O(g) ΔH1
② 2CO (g)+ O2(g) ＝ 2CO2(g) ΔH2
③ H2O(g) ＝ H2O(l) ΔH3
则CH3OH(l)＋O2(g)=CO(g)+ 2H2O(l)ΔH =__________(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的式子表示)
(4)已知：2Al (s)+ 3/2O2(g)==Al2O3(s) △H=-1644.3 kJ mol-1
2Fe (s) +3/2O2(g)==Fe2O3(s) △H=-815.88kJ mol-1
试写出铝粉与氧化铁粉末发生铝热反应的热化学方程式_______________________。
【答案】△H=+183kJ/mol 391 NO2(g) + CO(g) = CO2(g) + NO(g) △H =-234kJ·mol-1 
ΔH1-ΔH2+2ΔH3 2Al (s) + Fe2O3(s) === Al2O3(s) +2Fe (s) △H= -828.42 kJ mol-1
【解析】
(1)a．根据旧键断裂需要吸收能量、新键生成需要放出热量计算出该反应的反应热；
b．设N-H键的键能为x，根据化学键与化学反应的能量变化的关系计算出氮氢键的键能；
(2)根据能量变化图，用生成物的能量减反应物的能量就是该反应热；
(3)把已知反应方程式通过变化变成所求方程式，并且反应热进行相应的变化，最后所得能量就是所求反应的反应热；
(4)把已知反应方程式通过变化变成所求方程式，并且反应热进行相应的变化，最后所得能量就是所求反应的反应热。
(1)a．反应2HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)中，断裂2molH-Cl键需要吸收的热量为：431kJ/mol×2=862kJ/mol，生成1molH-H键和1nolCl-Cl放出的热量为：243kJ/mol+436kJ/mol=679kJ/mol，显然该反应为吸热反应，吸收的热量为：862kJ/mol-679kJ/mol=183kJ/mol，则△H=+183kJ/mol；
b．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92kJ/mol，该反应为放热反应，说明旧键断裂吸收的热量大于新键生成放出的热量，设设N-H键的键能为x，则化学键断裂和形成过程中能量变化为：x×2×3-(946kJ/mol+436kJ/mol×3)=92kJ/mol，解得x=391kJ/mol；
(2)因反应物的物质的量都为1mol，所以其反应物的计量数为1，再根据原子守恒配平方程式；根据图象知，△H=-(E2-E1)=-(368-134)kJ/mol=-234 kJmol-1，故热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234 kJmol-1；
(3)①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H1，②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2，③H2O(g)=H2O(l)△H3，则CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O由①-②+2③得到，所以△H=△H1-△H2+2△H3；
(4)铝热反应的反应物是铝粉与氧化铁粉末，生成物是铁和氧化铝；
2Al(s)+
O2(g)═Al2O3(s)△H=-1644.3kJmol-1 ①，2Fe(s)+O2(g)═Fe2O3(s)△H=-815.88kJmol-1 ②；方程式①-②得2Al(s)+Fe2O3(s)
Al2O3(s)+2Fe(s)；所以△H=△H(①)-△H(②)=-1644.3kJmol-1-(-815.88kJmol-1)=-828.42kJmol-1，故热化学方程式为为：2Al(s)+Fe2O3(s)═Al2O3(s)+2Fe(s)△H=-828.42kJmol-1。
