Question

13．（1）已知
25℃，101kPa时：4Fe（s）+3O₂（g）═2Fe₂O₃（s）△H=-1 648kJ•mol^-1
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393kJ•mol^-1
2Fe（s）+2C（s）+3O₂（g）═2FeCO₃（s）△H=-1 480kJ•mol^-1
FeCO₃在空气中加热反应生成Fe₂O₃的热化学方程式是4FeCO₃（s）+O₂（g）=2Fe₂O₃（s）+4CO₂（g）△H=-260kJ/mol．
（2）甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气（主要成分为CO、CO₂和H₂）在催化剂作用下合成甲醇．发生的主要反应如下：
①CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H₁
②CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂
③CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g）△H₃
回答下列问题：

化学键	H-H	C-O	C≡O	H-O	C-H
E/（kJ•mol-1）	436	343	1076	465	413

由此计算△H₁=-99kJ•mol^-1；已知△H₂=-58kJ•mol^-1，则△H₃=+41kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）发生反应：4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂，根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减，构造目标热化学方程式；
（2）反应热=反应物总键能-生成物总键能；根据盖斯定律：反应②-反应①=反应③，反应热也进行相应的计算．

解答 解：（1）发生反应：4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂，
已知：①4Fe（s）+3O₂（g）═2Fe₂O₃（s）△H=-1648kJ/mol
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393kJ/mol
③2Fe（s）+2C（s）+3O₂（g）═2FeCO₃（s）△H=-1480kJ/mol
根据盖斯定律，①-③×2+②×④可得4FeCO₃（s）+O₂（g）=2Fe₂O₃（s）+4CO₂（g），故△H=-1648kJ/mol-2×（-1480kJ/mol）+4×（-393kJ/mol）=-260kJ/mol，
故反应热化学方程式为：4FeCO₃（s）+O₂（g）=2Fe₂O₃（s）+4CO₂（g）△H=-260kJ/mol，
故答案为：4FeCO₃（s）+O₂（g）=2Fe₂O₃（s）+4CO₂（g）△H=-260kJ/mol；
故答案为：NO₃^-+8e^-+10H⁺=NH₄⁺+3H₂O；
（2）反应热=反应物总键能-生成物总键能，故△H₁=1076kJ•mol^-1+2×436kJ•mol^-1-（3×413+343+465）kJ•mol^-1=-99kJ•mol^-1，
根据盖斯定律：反应②-反应①=反应③，故△H₃=△H₂-△H₁=-58kJ•mol^-1-（-99kJ•mol^-1）=+41kJ•mol^-1，
故答案为：-99；+41．

点评 本题考查热化学方程式的书写，以及通过反应物总键能-生成物总键能求反应热，本题题目难度中等．