Question

1．化学反应过程中发生物质变化的同时，常常伴有能量的变化，这种能量的变化常以热能的形式表现出来，叫做反应热．由于反应的情况不同，反应热可以分为许多种，如燃烧热和中和热等．
（1）许多化学反应的反应热可以直接测量，其测量的仪器叫做量热计．
（2）下列△H表示物质燃烧热的是△H₄、△H₅；表示物质中和热的是△H₆．（填“△H₁”、“△H₂”和“△H₃”等）
A．2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₁B．C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H₂
C．CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₃      D．C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₄
E．C₆H₁₂O₆（s）+6O₂（g）═6CO₂（g）+6H₂O（l）△H₅
F．NaOH（aq）+HCl（aq）═NaCl（aq）+H₂O（l）△H₆
G．2NaOH（aq）+H₂SO₄（aq）═Na₂SO₄（aq）+2H₂O（l）△H₇
H．CH₃COOH（aq）+NaOH（aq）═CH₃COONa（aq）+H₂O（l）△H₈
（3）已知在101kPa、273k时，15g乙烷燃烧生成CO₂和液态水，放出akJ的热量，下列热化学方程式正确的是C．
A．C₂H₆（g）+$\frac{7}{2}$O₂（g）═2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=+2akJ/mol
B．C₂H₆（g）+$\frac{7}{2}$O₂（g）═2CO₂（g）+3H₂O（g）△H=-2akJ/mol
C．2C₂H₆（g）+7O₂（g）═4CO₂（g）+6H₂O（l）△H=-4akJ/mol
D．2C₂H₆（g）+7O₂（g）═4CO₂（g）+6H₂O（g）△H=-2akJ/mol
（4）充分燃烧一定量的丁烷放出的热量为161.9kJ，生成的CO₂恰好与5mol/L 100mLkOH溶液完全反应生成正盐，则燃烧1mol丁烷放出的热量为2590.4kJ．
（5）进一步研究表明，化学反应的能量变化（△H）与反应物和生成物的键能有关．键能可以简单地理解为断开1mol化学键时所需吸收的能量．表是部分化学键的键能数据：

化学键	P-P	P-O	O═O	P═O
键能kJ/mol	197	360	499	x

已知白磷（P₄）的燃烧热为2378.0kJ/mol，白磷完全燃烧的产物（P₄O₁₀）的结构如图所示，则上表中x=433.75．

Answer 1

分析 （1）测量反应热的常用仪器为量热计；
（2）燃烧热指1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物的反应热，一般H→H₂O（l）、C→CO₂（g）、S→SO₂（g），中和热指稀溶液中酸与碱反应生成1molH₂O的反应热热量；
（3）在25℃、101kPa下，15g乙烷完全燃烧生成CO₂和液态水，放热a kJ，30g乙烷燃烧生成CO₂和液态水时放热a kJ×2=2akJ，1mol乙烷质量为30克，所以完全燃烧1mol乙烷生成二氧化碳和液态水放热2aKJ，根据燃烧热的概念分析即可解答；
（4）CO₂恰好与KOH溶液完全反应生成正盐为K₂CO₃，根据n=cV计算KOH的物质的量，根据钾元素守恒计算n（K₂CO₃），根据碳元素守恒由n（CO₂）=n（K₂CO₃），进而计算丁烷的物质的量，据此计算；
（5）根据反应热等于反应物的总键能与生成物的总键能之差，结合反应热计算键能．

解答 解：（1）用于测定物质的热容及各种反应热的仪器，叫量热计，也称量热仪、量热器，
故答案为：量热计；
（2）A．氢气的物质的量为2mol，反应热△H₁不能表示燃烧热；
B．碳燃烧的生成物为CO，表示温度的氧化物CO₂，反应热△H₂不能表示燃烧热；
C．1mol甲烷完全燃烧，生成的水是气态，不是稳定的状态，应为液态水，故反应热△H₃不能表示燃烧热；
D．C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₄中1molC完全燃烧生成二氧化碳，符合燃烧热概念，反应热△H₄能表示燃烧热；
E．C₆H₁₂O₆（s）+6O₂（g）═6CO₂（g）+6H₂O（l）△H₅中1molC₆H₁₂O₆完全燃烧生成二氧化碳与液态水，符合燃烧热概念，反应热△H₅能表示燃烧热；
F．NaOH（aq）+HCl（aq）═NaCl（aq）+H₂O（l）△H₆中实质是1mol氢离子与1mol氢氧根离子反应生成1molH₂O，符合中和热概念，反应热△H₆能表示中和热；
G．2NaOH（ag）+H₂SO₄（ag）═Na₂SO₄（ag）+2H₂O（l）；△H₇反应生成的水为2mol，反应热△H₇不能表示中和热；
H．CH₃COOH（aq）+NaOH（aq）=CH₃COONa（aq）+H₂O（l）中，醋酸是弱酸，不能表示中和热．
故答案为：△H₄、△H₅；△H₆；
（3）A．C₂H₆（g）+$\frac{7}{2}$O₂（g）═2CO₂（g）+3H₂O（l）；△H₁=+2a kJ/mol在热化学反应方程式中△H＞0，表示吸热，而C₂H₆燃烧反应是放热反应，故A错误；
B．C₂H₆（g）+$\frac{7}{2}$O₂（g）═2CO₂（g）+3H₂O（g）；△H₂=-2a kJ/mol，完全燃烧1mol乙烷生成二氧化碳和液态水放热2akJ，该方程式表示的是气态水，故B错误；
C.2C₂H₆（g）+7O₂（g）═4CO₂（g）+6H₂O（l）；△H₃=-4a kJ/mol，完全燃烧2mol乙烷生成二氧化碳和液态水放热4akJ，故C正确；
D.2C₂H₆（g）+7O₂（g）═4CO₂（g）+6H₂O（g）；△H₄=-2a kJ/mol，完全燃烧2mol乙烷生成二氧化碳和液态水放热4akJ，故D错误；
故选：C．
（4）KOH的物质的量为0.1L×5mol/L=0.5mol，根据钾离子守恒，故n（K₂CO₃）=0.5mol×$\frac{1}{2}$=0.25mol，
根据碳元素守恒由n（CO₂）=n（K₂CO₃）=0.25mol，
根据碳元素守恒可知，丁烷的物质的量n（C₄H₁₀）=$\frac{1}{4}$×0.25mol，放出热量161.9kJ，
所以1mol丁烷完全燃烧放出的热量为161.9kJ×16=2590.4kJ，
故答案为：2590.4kJ；
（5）白磷燃烧的热化学方程式为P₄（s）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H=-2378.0kJ/mol，
则6×197kJ/mol+5×499kJ/mol-12×360kJ/mol-4X=-2378kJ/mol，
X=433.75kJ/mol，
故答案为：433.75．

点评 本题考查较为综合，涉及燃烧热与中和热的概念、反应热的有关计算、热化学方程式的意义等，注意中和热与燃烧热概念的把握，难点是白磷、P₄O₁₀结构及键能计算反应热，题目难度中等．