Question

18．为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施．化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算．
（1）．已知热化学方程式：
①Fe₂O_3（s）+3CO_（g）=2Fe_（s）+3CO_2（g）△H=-25kJ/mol
②3Fe₂O_3（s）+CO_（g）=2Fe₃O_4（s）+CO_2（g）△H=-47kJ/mol
③Fe₃O_4（s）+CO_（g）=3FeO_（s）+CO_2（g）△H=+19kJ/mol
写出FeO_（s）被CO_（g）还原成Fe_（s）和CO_2（g）的热化学方程式FeO_（s+CO_（g）=Fe_（s）+CO_2（g）△H=-11kJ/mol．
（2）．由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能．从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程．在化学反应过程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量．

化学键	H-H	N-H	N≡N
键能/kJ•mol-1	436	391	946

已知反应N_2（g）+3H_2 （g）?2NH_3（g）△H=a kJ/mol．试根据表中所列键能数据计算a为-92．
（3）．依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算．
已知：C_{（s，石墨）}+O_2 （g）=CO_2（g）△H₁=-393.5kJ/mol
2H_2（g）+O_2 （g）=2H₂O _（l）△H₂=-571.6kJ/mol
2C₂H_2（g）+5O_2 （g）=4CO_2 （g）+2H₂O _（l）△H₃=-2599kJ/mol
根据盖斯定律，计算298K时反应2C_{（s，石墨）}+H_2（g）=C₂H_2（g）的焓变：△H=+226.7 kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）首先写出FeO（s）被CO还原成Fe和CO₂的热化学方程式CO（g）+FeO（s）=Fe（g）+CO₂（g）△H，利用盖斯定律①×3-（③×2+②）可得到该化学方程式，以此计算△H；
（2）根据△H=反应物键能和-生成物键能和求算；
（3）已知：①C_{（s，石墨）}+O_2（g）=CO_2（g）△H₁=+393.5kJ/mol
②2H_2（g）+O_2（g）=2H₂O _（l）△H₂=-571.6kJ/mol
③2C₂H_2（g）+5O_2（g）=4CO_2（g）+2H₂O _（l）△H₃=-2599kJ/mol
根据盖斯定律，①×4+②-③得到反应的热化学方程式为：4C_{（s，石墨）}+2H_2（g）=2C₂H_2（g），据此计算．

解答 解：①Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）；△H=-25kJ/mol
②3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）；△H=-47kJ/mol
③Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）；△H=+19kJ/mol
依据盖斯定律①×3-（③×2+②）得到：
6CO（g）+6FeO（s）=6Fe（g）+6CO₂（g）△H=-66kJ/mol；
得到热化学方程式为：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-11kJ/mol，
故答案为：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-11kJ/mol；
（2）△H=反应物键能和-生成物键能和=946KJ/mol+3×436KJ/mol-6×391KJ/mol=-93KJ/mol，即a=-92，
故答案为：-92；
（3）已知：①C_{（s，石墨）}+O_2（g）=CO_2（g）△H₁=+393.5kJ/mol
②2H_2（g）+O_2（g）=2H₂O _（l）△H₂=-571.6kJ/mol
③2C₂H_2（g）+5O_2（g）=4CO_2（g）+2H₂O _（l）△H₃=-2599kJ/mol
根据盖斯定律，①×4+②-③得到反应的热化学方程式为：4C_{（s，石墨）}+2H_2（g）=2C₂H_2（g） △H=+453.4kJ•mol^-1；
热化学方程式为：2C_{（s，石墨）}+H_2（g）=C₂H_2（g） △H=+226.7kJ•mol^-1，
故答案为：+226.7kJ•mol^-1．

点评 本题考查了热化学方程式书写方法和盖斯定律的计算应用、利用键能计算反应热，题目难度中等，注意把握盖斯定律的含义和应用方法，侧重于考查学生的分析能力和计算能力．