Question

2．为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施．化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算．
（1）丙烯是石化工业的主要原料之一，由于市场对丙烯的需求量激增，丙烷脱氢制丙烯的技术日益受到重视．某研究机构需得到C₃H₈（g）═3C（石墨，s）+4H₂（g）的△H，但直接测定实验难进行，可通过图中各组物质能量总和及相互间转化中的能量变化计算得到：
①判断：△H＞0（选填“＞”、“＜”或“=”）．
②△H=△H₁-△H₂-△H₃（用含△H₁、△H₂、△H₃的代数式表示）．
（2）实验测得，5g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/mol
（3 ）由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能．从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的断裂和生成物的化学键的形成过程．在化学反应过程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量．已知反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=akJ•mol^-1．试根据表中所列键能数据计算a的数值为：-93

化学键	H-H	N-H	N≡N
键能/kJ•mol-1	436	391	945

（4）依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算．
已知：C（s，石墨）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393kJ•mol^-1                  ①
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1             ②
2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-2599kJ•mol^-1         ③
根据盖斯定律，计算　298K时C（s，石墨）和H₂（g）反应生成1mol　C₂H₂（g）的焓变为+227.7kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）①根据能量图，结合盖斯定律分析判断反应C₃H₈（g）═3C（石墨，s）+4H₂（g）的△H；
②根据盖斯定律求解反应C₃H₈（g）═3C（石墨，s）+4H₂（g）的△H；
（2）根据热化学方程式的书写方法可知，化学计量数与反应热成正比，并注意标明物质的聚集状态来解答；
（3）依据△H=反应物键能和-生成物键能和求算；
（4）可以先根据反应物和生成物书写化学方程式，根据盖斯定律计算反应的焓变，最后根据热化学方程式的书写方法来书写热化学方程式．

解答 解：（1）①根据能量图，对于反应C₃H₈（g）═3C（石墨，s）+4H₂（g），能量是升高的，因此反应是吸热反应，该反应的焓变△H＞0；
故答案为：＞；
②根据盖斯定律，结合能能量图，该反应的焓变△H=-[△H₂-（△H₁-△H₃）]=△H₁-△H₂-△H₃；
故答案为：△H₁-△H₂-△H₃；
（2）5gCH₃OH在氧气中燃烧生成CO₂和液态水，放出113.5kJ热量，64g即2molCH₃OH在氧气中燃烧生成CO₂和液态水，放出1452.8kJ热量，则热化学方程式为：2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/mol，
故答案为：2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/mol；
（3））△H=反应物键能和-生成物键能和=945KJ/mol+3×436KJ/mol-6×391KJ/mol=-93KJ/mol，即a=-93，
故答案为：-93；
（4）已知：①C （s，石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393kJ/mol；
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （l）△H₂=-571.6kJ/mol；
③2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O （l）△H₃=-2599kJ/mol；
2C （s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g）的反应可以根据①×2+②×$\frac{1}{2}$-③×$\frac{1}{2}$ 得到，
根据盖斯定律，反应焓变△H=2×△H₁+△H₂×$\frac{1}{2}$-△H₃×$\frac{1}{2}$=+227.7kJ/mol，
故答案为：+227.7kJ/mol．

点评 本题考查学生盖斯定律的应用和热化学方程式的书写方面的知识，注意反应热等于反应物的总键能-生成物的总键能、盖斯定律的应用．题目难度不大，是基础题．