Question

7．化學(xué)反應(yīng)常常伴隨著能量變化．
（1）在25℃、101kPa下，1g液態(tài)甲醇（CH₃OH）燃燒生成CO₂和液態(tài)水時放熱22.68kJ．則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.8 kJ•mol^-1．
（2）已知斷開1mol H-H鍵，1mol N-H鍵，1mol N≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則N₂與H₂反應(yīng)生成NH₃的熱化學(xué)方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1
（3）在298K下，C、Al的單質(zhì)各1mol完全燃燒，分別放出熱量a kJ和b kJ．又知一定條件下，Al能將C從CO₂置換出來，寫出此置換反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：4Al（s）+3CO₂（g）═2Al₂O₃（s）+3C（s）△H=-（4b-3a）kJ/mol．
（4）0.1mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷（B₂H₆）在O₂中燃燒，生成固態(tài)B₂O₃和液態(tài)水，放出216.5kJ的熱量，其熱化學(xué)方程式為B₂H₆（g）+3O₂（g）═B₂O₃（s）+3H₂O（l）△H=-2165kJ/mol．又知：H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ•mol^-1，則11.2L （標準狀況下）B₂H₆完全燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量是1016.5kJ．

Answer 1

分析 （1）燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時放出的熱量；在25℃、101kPa下，1g甲醇（CH₃OH）燃燒生成CO₂和液態(tài)水時放熱22.68kJ，1mol甲醇完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放熱725.8KJ；
（2）化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)鍵斷裂吸收能量，形成新化學(xué)鍵放出能量，根據(jù)方程式計算分別吸收和放出的能量，以此計算反應(yīng)熱并判斷吸熱還是放熱；
（3）依據(jù)在298K下，C、Al的單質(zhì)各1mol完全燃燒，分別放出熱量aKJ和bKJ和蓋斯定律計算得到所需熱化學(xué)方程式；
（4）0.3mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5KJ的熱量，則1mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出2165KJ的熱量，根據(jù)蓋斯定律寫出其熱化學(xué)反應(yīng)方程式，后根據(jù)物質(zhì)的物質(zhì)的量與反應(yīng)放出的熱量成正比來解答．

解答 解：（1）在25℃、101kPa下，1g甲醇（CH₃OH）燃燒生成CO₂和液態(tài)水時放熱22.68kJ，1mol甲醇完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放熱為22.68kJ×32=725.8KJ，所以甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.8 kJ•mol^-1，
故答案為：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.8 kJ•mol^-1；
（2）在反應(yīng)N₂+3H₂?2NH₃中，斷裂3molH-H鍵，1molN三N鍵共吸收的能量為3×436kJ+946kJ=2254kJ，生成2molNH₃，共形成6molN-H鍵，放出的能量為6×391kJ=2346kJ，吸收的能量少，放出的能量多，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱量為2346kJ-2254kJ=92kJ，N₂與H₂反應(yīng)生成NH₃的熱化學(xué)方程式為，N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1；
（3）由題意可寫出熱化學(xué)方程式：
①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-a kJ•mol^-1，
②4Al（s）+3O₂（g）═2Al₂O₃（s）△H=-4b kJ•mol^-1．
高溫下鋁置換碳的反應(yīng)為：4Al+3CO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Al₂O₃+3C，
根據(jù)蓋斯定律：②-①×3可得，4Al（s）+3CO₂ （g）═2Al₂ O₃ （s）+3C（s）△H=-（4b-3a）kJ/mol；
故答案為：4Al（s）+3CO₂ （g）═2Al₂ O₃ （s）+3C（s）△H=-（4b-3a）kJ/mol；
（4）0.1mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出216.5KJ的熱量，則1mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出2165KJ的熱量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：B₂H₆（g）+3O₂（g）═B₂O₃（s）+3H₂O（l）△H=-2165kJ/mol，
①B₂H₆（g）+3O₂（g）═B₂O₃（s）+3H₂O（l）△H=-2165kJ/mol，
②H₂O（l）→H₂O（g）；△H=+44kJ/moL，
由蓋斯定律可知①+②×3得：B₂H₆（g）+3O₂（g）═B₂O₃（s）+3H₂O（g）△H=-2033kJ/mol，
11.2L（標準狀況）即0.5mol乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量是2033kJ/mol×0.5mol=1016.5kJ，
故答案為：B₂H₆（g）+3O₂（g）═B₂O₃（s）+3H₂O（l）△H=-2165kJ/mol；1016.5．

點評 本題考查燃燒熱的熱化學(xué)方程式的書寫、焓變求算，題目難度不大，注意表示熱化學(xué)方程式的書寫要注明物質(zhì)聚集狀態(tài)和反應(yīng)熱的正負號問題．