Question

8．按要求书写热化学方程式：
（1）由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气，放热241.8kJ．写出该反应的热化学方程式H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol．若9g水蒸气转化成液态水放热22kJ，则反应H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）的△H=-285.5 kJ•mol^-1．
（2）已知稀溶液中，1mol H₂SO₄与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6kJ热量，写出表示H₂SO₄与NaOH反应的中和热的热化学方程式NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol．
（3）25^oC、101kPa条件下充分燃烧一定量的丁烷（C₄H₁₀）气体放出热量为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，写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式C₄H₁₀（g）+$\frac{13}{2}$O₂（g）=4CO₂（g）+5H₂O（l）△H=-16QkJ/mol．
（4）已知下列热化学方程式：
①CH₃COOH（l）+2O₂（g）═2CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-870.3kJ•mol^-1
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-393.5kJ•mol^-1
③H₂（g）+1/2O₂（g）═H₂O（l）△H₃=-285.8kJ•mol^-1
写出由C（s）、H₂（g）和O₂（g）经合生成CH₃COOH（l）的热化学方程式2C（s）+2H₂（g）+O₂（g）=CH₃COOH（l）△H=-488.3kJ/mol．
（5）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（g）与H₂（g）反应生成1mol NH₃（g）的热化学方程式是N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）根据热化学方程式的书写原则写出氢气燃烧生成气态水的热化学方程式；根据m=nM计算1mol水的质量为18g，进而计算1mol气态水转化成液态水放出的热量，结合氢气与氧气反应生成气态水的反应热计算生成液态水的反应热；
（2）根据中和热的概念：稀的强酸和强碱反应生成1mol水所放出的热量求出中和热以及中和热的热化学方程式；
（3）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；
（4）利用盖斯定律计算反应热，并书写热化学方程式；
（5）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．

解答 解：（1）氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ，该反应的热化学方程式为：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol；9g水蒸气转化成液态水放热22kJ，故18g水蒸气转化成液态水放出热量22kJ×2=44kJ，即H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ/mol①，H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol②，①+②得，H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-（241.8kJ/mol+44kJ/mol）=-285.8kJ/mol，
故答案为：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol；-285.5；
（2）1mol H₂SO₄溶液与足量 NaOH溶液完全反应，放出114.6kJ的热量，即生成2mol水放出114.6kJ的热量，反应的反应热为-114.6kJ/mol，中和热为-57.3kJ/mol，则中和热的热化学方程式：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol，
故答案为：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol；
（3）n（CaCO₃）=$\frac{25g}{100g/mol}$=0.25mol，
Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃+H₂O             
  1          1
0.25mol   0.25mol  
即丁烷燃烧生成的二氧化碳为0.25mol．
2C₄H10+13O₂=8CO₂+10H₂O
2            8
 x          0.25mol             
x=$\frac{1}{16}$mol    
因为燃烧$\frac{1}{16}$mol的丁烷放出的热量为Q，则丁烷的燃烧热为16Q，
所以表示丁烷燃烧热化学方程式为 C₄H₁₀（g）+$\frac{13}{2}$O₂（g）=4CO₂（g）+5H₂O（l）△H=-16QkJ/mol，
故答案为：C₄H₁₀（g）+$\frac{13}{2}$O₂（g）=4CO₂（g）+5H₂O（l）△H=-16QkJ/mol；
（4）已知：
①CH₃COOH（l）+2O₂（g）═2CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-870.3kJ/mol
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-393.5kJ/mol
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l ）△H₃=-285.8kJ/mol
利用盖斯定律将②×2+③×2-①可得：
2C（s）+2H₂（g）+O₂（g）=CH₃COOH（l）；△H=2×（-393.5kJ/mol）+2×（-285.8kJ/mol）-（-870.3kJ/mol）=-488.3kJ/mol，
所以热化学方程式为2C（s）+2H₂（g）+O₂（g）=CH₃COOH（l）△H=-488.3kJ/mol，
故答案为：2C（s）+2H₂（g）+O₂（g）=CH₃COOH（l）△H=-488.3kJ/mol；
（5）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，故热化学方程式是N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1，
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1．

点评 本题考查热化学方程式的书写及利用盖斯定律的计算，题目难度中等，注意把握中和热和燃烧热的概念．