Question

18．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）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（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8kJ/mol．
（2）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-93：

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

（3）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（石墨，s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-393.5kJ•mol^-1①
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₂=-571.6kJ•mol^-1②
2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O（l）△H₃=-2599kJ•mol^-1③
根据盖斯定律，298K时由C（石墨，s）和H₂（g）生成C₂H₂（g）反应的热化学方程式：2C （s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g）△H=+226.7kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）依据△H=反应物键能和-生成物键能和求算；
（3）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）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，
故答案为：2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8kJ/mol；
（2）△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；
（3）已知：①C （s，石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kJ•mol^-1；
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （l）△H₂=-571.6kJ•mol^-1；
③2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O （l）△H₂=-2599kJ•mol^-1；
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，
所以反应焓变△H=2×（-393.5kJ•mol^-1）+（-571.6kJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$-（-2599kJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$=+226.7kJ•mol^-1，298K时由C（石墨，s）和H₂（g）生成C₂H₂（g）反应的热化学方程式：2C （s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g）△H=+226.7kJ•mol^-1；
故答案为：2C （s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g）△H=+226.7kJ•mol^-1；

点评 本题考查了热化学方程式书写和反应热的计算，明确热化学方程式书写方法及盖斯定律计算反应热的方法是解题关键，题目难度中等．