Question

到目前为止，由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用的最主要的能源．
（1）在25℃、101kPa下，16g的甲醇（CH₃OH）完全燃烧生成CO₂和液态水时放出352kJ的热量，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为

 

．
（2）化学反应中放出的热能（焓变，△H）与反应物和生成物的键能（E）有关．
已知：H₂ （g）+Cl₂ （g）=2HCl （g）△H=-185kJ/molE（H-H）=436kJ/mol E（Cl-Cl）=243kJ/mol则E（H-Cl）=

 

（3）纳米级Cu₂O由于具有优良的催化性能而受到关注．已知：
2Cu（s）+

1

2

O₂（g）═Cu₂O（s）△H=-169kJ?mol-¹，
C（s）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H=-110.5kJ?mol-¹，
2Cu（s）+O₂（g）═2CuO（s）△H=-314kJ?mol-¹
则工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu₂O和CO的热化学方程式为

 

．
（4）①如图是N₂和H₂反应生成2mol NH₃过程中能量变化示意图，请计算每生成1mol NH₃放出热量为：

 

．
②若起始时向容器内放入1mol N₂和3mol H₂，达平衡后N₂的转化率为20%，则反应放出的热量为Q₁ kJ，则Q₁的数值为

 

；若在同体积的容器中充入2mol N₂和6mol H₂，达平衡后放出的热量为Q₂ kJ，则Q₂

 

 2Q₁（填“＞”、“＜”或“=”）

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,燃烧热,热化学方程式

专题：

分析：（1）依据燃烧热概念是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，题干所给量计算32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放热，结合热化学方程式书写方法，标注物质聚集状态和对应焓变；
（2）依据反应焓变=反应物键能总和-生成物键能总和计算得到；
（3）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
（4）①依据图象分析，生成2mol氨气反应焓变=断裂化学键吸收能量-形成化学键放出能量计算得到1mol氨气放出热量；
②依据化学平衡计算生成氨气物质的量，结合热化学方程式计算Q₁，若在同体积的容器中充入2mol N₂和6mol H₂，可以看作在原来平衡中加入1mol氮气和3mol氢气，相当于增大压强，平衡正向进行计算分析达平衡后放出的热量为Q₂ kJ．

解答： 解：（1）在25℃、101kPa下，16g甲醇（CH₃OH）燃烧生成CO₂和液态水时放热352kJ．32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为704KJ；则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-704kJ?mol^-1，
故答案为：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-704kJ?mol^-1；
（2）焓变△H=反应物键能总和-生成物键能总和，H₂ （g）+Cl₂ （g）=2HCl （g）△H=-185kJ/mol，E（H-H）=436kJ/mol，E（Cl-Cl）=243kJ/mol，
E（H-H）+E（Cl-Cl）-2E（H-Cl）=△H，
则E（H-Cl）=432 kJ/mol；
故答案为：432 kJ/mol；
（3）①2Cu（s）+

1

2

O₂（g）═Cu₂O（s）△H=-169kJ?mol-¹，
②C（s）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H=-110.5kJ?mol-¹，
③2Cu（s）+O₂（g）═2CuO（s）△H=-314kJ?mol-¹
依据盖斯定律①+②-③得到工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu₂O和CO的热化学方程式为：C（s）+2CuO（s）=Cu₂O（s）+CO（g）△H=+34.5 KJ/mol；
故答案为：C（s）+2CuO（s）=Cu₂O（s）+CO（g）△H=+34.5 KJ/mol；
（4）①如图是N₂和H₂反应生成2mol NH₃过程中能量变化示意图，反应焓变△H=335KJ/mol-427.2KJ/mol=-92.2KJ/mol，所以生成1mol氨气放热46.1KJ；
故答案为：46.1 kJ；
 ②如图是N₂和H₂反应生成2mol NH₃过程中能量变化示意图，反应焓变△H=335KJ/mol-427.2KJ/mol=-92.2KJ/mol，
N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.2KJ/mol
1      3      0  
0.2    0.6    0.4
生成0.4mol氨气放热=

0.4mol

2mol

×92，2KJ=18.44KJ；
若在同体积的容器中充入2mol N₂和6mol H₂，可以看作在原来平衡中加入1mol氮气和3mol氢气，相当于增大压强，平衡正向进行达平衡后放出的热量Q₂ 大于2Q1；
故答案为：18.44，＞；

点评：本题考查了热化学方程式和盖斯定律的计算应用，反应键能计算费用焓变，图象分析理解，注意反应焓变的意义理解，掌握基础是关键，题目难度中等．