Question

5．按要求回答下列题
I．（1）4g CO 在氧气中燃烧生成 CO2，放出 9.6kJ 热量，写出 CO 燃烧的热化学方程式CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-67.2KJ/mol；
（2）已知拆开 1mol H-H 键、1mol N-H 键、1mol N≡N 键分别需要的能量是 436kJ、391kJ、946kJ，则 N₂与 H₂反应生成 NH₃ 的热化学方程式为N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1．
（3）已知碳的燃烧热△H1=a kJ•mol^-1
2K（s）+N₂（g）+3O₂（g）═2KNO₃（s）△H₂=b kJ•mol^-1
S（s）+2K（s）═K₂S（s）△H₃=c kJ•mol^-1
则 S（s）+2KNO₃（s）+3C（s）═K₂S（s）+N₂（g）+3CO₂（g）△H=（3a+c-b） kJ•mol^-1．
II．（4）稀土元素是宝贵的战略资源，赣州的稀土蕴藏量居世界首位，是名符其实的稀土王国． （4）铈（Ce）是地壳中含量最高的稀土元素．在加热条件下 CeCl₃易发生水解，无水 CeCl₃可用加热 CeCl₃•6H₂O 和 NH₄Cl 固体混合物的方法来制备．其中 NH₄Cl 的作用是分解出HCl气体，抑制CeCl₃的水解
（5）在某强酸性混合稀土溶液中加入 H₂O₂，调节 pH≈3，Ce³⁺通过下列反应形成 Ce（OH）₄ 沉淀得以分离．完成反应的离子方程式：2Ce³⁺+H₂O₂+6H₂O═2Ce（OH）₄↓+6H⁺
□Ce³⁺+□H₂O₂+□H₂O═□Ce（OH）₄↓+□H⁺．

Answer 1

分析 Ⅰ、（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来解答；
（2）化学反应中，化学键断裂吸收能量，形成新化学键放出能量，根据方程式计算分别吸收和放出的能量，以此计算反应热并判断吸热还是放热；
（3）碳的燃烧热△H₁=a kJ•mol^-1，其热化学方程式为C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=a kJ•mol^-1①
S（s）+2K（s）═K₂S（s）△H₂=b kJ•mol^-1②
2K（s）+N₂（g）+3O₂（g）═2KNO₃（s）△H₃=c kJ•mol^-1③
将方程式3①+②-③得S（s）+2KNO₃（s）+3C（s）═K₂S（s）+N₂（g）+3CO₂（g），其反应热进行相应的改变，据此计算反应热；
Ⅱ、（4）在加热条件下CeCl₃易发生水解，为抑制其水解，可以通入HCl；
（5）该反应中Ce元素化合价由+3价变为+4价，则Ce³⁺是还原剂，则双氧水是氧化剂，得电子化合价降低，根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式．

解答 解：Ⅰ、（1）4g CO在氧气中燃烧生成CO₂，放出 9.6kJ热量，28g一氧化碳在氧气中燃烧放出热量=$\frac{28}{4}$×9.6KJ=67.2KJ，则CO燃烧的热化学方程式为：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-67.2KJ/mol，
故答案为：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-67.2KJ/mol
（2）在反应N₂+3H₂?2NH₃中，断裂3molH-H键，1mol N三N键共吸收的能量为：3×436kJ+946kJ=2254kJ，生成2mol NH₃，共形成6mol N-H键，放出的能量为：6×391kJ=2346kJ，吸收的能量少，放出的能量多，该反应为放热反应，放出的热量为：2346kJ-2254kJ=92kJ，即N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1，
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1；
（3）碳的燃烧热△H₁=a kJ•mol^-1，其热化学方程式为C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=a kJ•mol^-1①
S（s）+2K（s）═K₂S（s）△H₂=b kJ•mol^-1②
2K（s）+N₂（g）+3O₂（g）═2KNO₃（s）△H₃=c kJ•mol^-1③
将方程式3①+②-③得S（s）+2KNO₃（s）+3C（s）═K₂S（s）+N₂（g）+3CO₂（g），则△H=（3a+b-c）kJ•mol^-1，
故答案为：（3a+b-c）kJ•mol^-1；
Ⅱ、（4）加热条件下CeCl₃易发生水解，为抑制其水解，可以通入HCl，所以无水CeCl₃可用加热CeCl₃•6H₂O和NH₄Cl固体混合物的方法来制备目的是分解出HCl气体，抑制CeCl₃的水解，故答案为：分解出HCl气体，抑制CeCl₃的水解；
（5）该反应中Ce元素化合价由+3价变为+4价，则Ce³⁺是还原剂，则双氧水是氧化剂，得电子化合价降低，则O元素化合价由-1价变为-2价，转移电子数为2，根据电荷守恒知未知微粒是氢离子，根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式为2Ce³⁺+H₂O₂+6H₂O═2Ce（OH）₄↓+6H⁺，
故答案为：2Ce³⁺+H₂O₂+6H₂O═2Ce（OH）₄↓+6H⁺；2，1，6，2，6 H⁺．

点评 本题主要考查了热化学方程式的书写，需要注意的有：物质的状态、反应热的数值与单位，反应热的数值与化学方程式前面的系数成正比．同时还考查了反应热的计算，题目难度不大，注意把握从键能的角度计算反应热的方法．