Question

（1）20世纪30年代，Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量过渡态．图是NO₂和CO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图，请写出NO₂和CO反应的热化学方程式：

 

．

（2）红磷P（s）和Cl₂（g）发生反应生成PCl₃（g）和PCl₅（g）．反应过程和能量关系如图所示（图中的△H表示生成1mol产物的数据）．根据上图回答下列问题：
①P和Cl₂反应生成PCl₃的热化学方程式

 

；
②PCl₅分解成PCl₃和Cl₂的热化学方程式是

 

；
（3）科学家利用太阳能分解水生成氢气，再用氢气与二氧化碳在催化剂作用下反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇（CH₃OH）为燃料的燃料电池．已知：
CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）；△H=-283.0kJ?mol^-1；
CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5kJ?mol^-1．
请回答下列问题：
液态甲醇不完全燃烧生成一氧化碳气体和液态水的热化学方程式为

 

（4）已知稀溶液中，H₂SO₄与1mol NaOH溶液恰好完全反应时，放出57.3kJ热量，写出表示H₂SO₄与NaOH反应的热化学方程式

 

．
（5）25℃、101kPa条件下充分燃烧一定量的甲烷气体生成CO₂气体和液态水，放出热量为Q kJ，经测定，将生成的CO₂通入足量澄清石灰水中产生25g白色沉淀，写出甲烷燃烧的热化学方程式

 

．
（6）通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能．键能的大小可用于估算化学反应的反应热（△H），化学反应的△H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差．

化学键	H-H	Cl-Cl	H-Cl
生成1mol化学键时放出的能量	436kJ/mol	243kJ/mol	431kJ/mol

写出常温常压下氢气与氯气反应的热化学方程式

 

；该反应中氢气与氯气的总能量

 

（填“大于”、“等于”、“小于”）氯化氢的总能量．

Answer 1

考点：热化学方程式,用盖斯定律进行有关反应热的计算

专题：化学反应中的能量变化

分析：（1）反应物总能量大于生成物总能量，应为放热反应，反应热为134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol；
（2）①根据图象得出反应物、生成物以及反应热=生成物的总能量-反应物的总能量，然后依据书写热化学方程式的原则书写；
②根据图象得出反应物、生成物以及反应热=生成物的总能量-反应物的总能量，然后依据书写热化学方程式的原则书写；
（3）利用盖斯定律来分析甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式；
（4）根据物质的用量和放出的热量之间的成正比关系，结合热化学方程式的书写方法来解答；
（5）根据生成碳酸钙的质量计算丁烷的物质的量，结合燃烧热的概念书写表示丁烷燃烧热化学方程式；
（6）根据反应热能与反应物的总键能减生成物的总键能计算，然后依据书写热化学方程式的原则书写；
放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，反之小于．

解答： 解：（1）反应热为134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol，反应的热化学方程式为：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234 kJ/mol，
故答案为：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234 kJ/mol；
（2）①根据图示可知：P（s）+

1

2

Cl₂（g）=PCl₃（g），反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，反应热为△H=-306 kJ/mol，则热化学方程式为：P（s）+

3

2

Cl₂（g）=PCl₃（g）△H=-306 kJ/mol，
故答案为：P（s）+

3

2

Cl₂（g）=PCl₃（g）△H=-306kJ?mol^-1；
②根据图示可知：Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g），中间产物的总能量大于最终产物的总能量，该反应是放热反应，反应热为△H=-93 kJ/mol，所以PCl₅（g）=PCl₃（g）+Cl₂（g）是吸热反应，热化学方程式：PCl₅（g）=PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=+93 kJ/mol，
故答案为：PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=+93kJ/lmol；
（3）①CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）；△H=-283.0kJ?mol^-1；
②CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5kJ?mol^-1
由盖斯定律可知用②-①得反应CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l），该反应的反应热△H=-726.5kJ?mol^-1-（-283.0kJ?mol^-1）=-443.5kJ?mol^-1，
故答案为：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l）△H=-443.5kJ?mol^-1；
（4）H₂SO₄与1mol NaOH溶液恰好完全反应时，放出57.3kJ热量，则H₂SO₄与1mol NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6kJ热量，热化学方程式为：H₂SO₄（aq）+2NaOH（aq）=Na₂SO_4（aq）+2H₂O（aq）△H=-114.6kJ?mol^-1；
故答案为：H₂SO₄（aq）+2NaOH（aq）=Na₂SO_4（aq）+2H₂O（aq）△H=-114.6kJ?mol^-1；
（5）n（CaCO₃）=

25g

100g/mol

=0.25mol，
Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃+H₂O
1         1
0.25mol 0.25mol
即甲烷燃烧生成的二氧化碳为0.25mol．
CH₄ +2O₂ =CO₂+2H₂O
0.25mol   0.25mol
即0.25mol甲烷放出的热量为Q，所以1mol甲烷放出的热量为4Q，热化学方程式为：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-4QkJ?mol^-1，
故答案为：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-4QkJ?mol^-1；
（6）在反应CH₄（g）+4F₂（g）=CF₄（g）+4HF（g）中，△H=436kJ/mol+243kJ/mol-431kJ/mol×2-183kJ?mol^-1，热化学方程式为H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△H=-183kJ?mol^-1，该反应放热，氢气与氯气的总能量大于氯化氢的总能量，
故答案为：H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△H=-183kJ?mol^-1；大于．

点评：本题考查热化学方程式的书写、反应热的计算、盖斯定律计算等知识，注意反应热计算的方法有多种方法，平时要注意总结．