Question

10．依据实验事实，写出下列反应的热化学方程式
（1）在25℃、101kPa下，1g甲醇（CH₃OH）液体燃烧生成CO₂和液态水时放热22.68kJ．则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.76kJ•mol^-1
（2）若适量的N₂和O₂完全反应，每生成23g NO₂需要吸收16.95kJ热量N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=67.8kJ•mol^-1．
（3）已知热化学方程式：
①C₂H₂（g）+$\frac{5}{2}$O₂（g）═2CO₂（g）+H₂O（l）△H₁=-1301.0kJ•mol^-1
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-393.5kJ•mol^-1
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（1）△H₃=-285.8kJ•mol^-1
则反应④2C（s）+H₂（g）═C₂H₂（g）的△H为+228.2 KJ/mol
（4）已知：
CH₄ （g）+2O₂（g）=CO₂ （g）+2H₂ O （l）△H=-Q₁  KJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂ O （g）△H=-Q₂  KJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂ O （l）△H=-Q₃   KJ•mol^-1
取体积比4：1的甲烷和氢气的混合气体11.2L（标况），经完全燃烧恢复常温，放出的热为：0.4Q₁+0.05Q₃kJ．

Answer 1

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）根据热化学方程式的书写方法结合热化学方程式的意义来回答；
（3）利用盖斯定律，将②×2+③-①即得到反应④，反应热为△H=2△H₂+△H₃-△H₁，以此解答；
（4）根据混合气体的体积计算混合气体的物质的量，结合气体体积比计算甲烷、氢气的物质的量，再根据热化学反应方程式计算放出的热量．

解答 解：（1）在25℃、101kPa下，1g甲醇（CH₃OH）燃烧生成CO₂和液态水时放热22.68kJ．32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为725.76KJ；则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.76kJ•mol^-1，
故答案为：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.76kJ•mol^-1；
（2）适量的N₂和O₂完全反应，每生成23克NO₂需要吸收16.95kJ热量，所以每生成92克NO₂需要吸收67.8kJ热量，则热化学方程式为：N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=67.8kJ•mol^-1，
故答案为：N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=67.8kJ•mol^-1；
（3）①C₂H₂（g）+$\frac{5}{2}$O₂（g）═2CO₂（g）+H₂O（l）△H₁=-1301.0kJ•mol^-1
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-393.5kJ•mol^-1
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（1）△H₃=-285.8kJ•mol^-1，
根据盖斯定律可知，②×2+③-①即得到反应④2C（s）+H₂（g）═C₂H₂（g），所以该反应的△H=-393.5 kJ•mol^-1×2-285.8 kJ•mol^-1+1301.0 kJ•mol^-1=+228.2 kJ•mol^-1，
故答案为：+228.2 KJ/mol；
（4）甲烷和氢气的混合气体11.2L（已折合成标准状况），所以甲烷和氢气的混合气体的总的物质的量为0.5mol，
甲烷和氢气的体积比为4：1，所以甲烷的物质的量为0.5mol×$\frac{4}{5}$=0.4mol，氢气的物质的量为0.5mol-0.4mol=0.1mol．
由CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-Q₁kJ/mol可知，
0.4mol甲烷燃烧放出的热量为0.4mol×Q₁kJ/mol=0.4Q₁kJ；
由2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-Q₃kJ/mol可知，
0.1mol氢气燃烧生成液态水放出的热量为0.1mol×$\frac{1}{2}$×Q₃kJ/mol=0.05Q₃kJ，
所以放出的热量为0.4Q₁+0.05Q₃，
故答案为：0.4Q₁+0.05Q₃kJ．

点评 本题考查反应热的计算、盖斯定律的应用、热化学方程式的书写等，题目难度不大，注意第（4）题中根据水的状态选择相应的热化学方程式计算反应热．