Question

1．熱化學(xué)方程式及蓋斯定律應(yīng)用較廣，根據(jù)下列信息完成下列各題：
（1）在298K、100kPa時(shí)，已知：2H₂O（g）=O₂（g）+2H₂（g）△H₁
Cl₂（g）+H₂（g）=2HCl（g）△H₂
2Cl₂（g）+2H₂O（g）=4HCl（g）+O₂（g）△H₃
則△H₃與△H₁和△H₂間的關(guān)系為△H₁=△H₃-2△H₂．
（2）根據(jù)下列反應(yīng)的能量變化示意圖（圖1），2C（s）+O₂（g）?2CO（g）△H=-221.0kJ/mol．
（3）N₂H₄是一種高效清潔的火箭燃料．0.25mol N₂H₄（g）完全燃燒生成的氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水時(shí)，放出133.5kJ熱量，則N₂H₄燃燒的熱化學(xué)方程式是N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534 kJ/mol．
（4）已知1g氫氣完全燃燒生成氣態(tài)水時(shí)放出熱量143kJ，根據(jù)下列相關(guān)數(shù)據(jù)，則表中x為199．

	O═O	H-H	H-O（g）
1mol化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收的能量/kJ	496	436		x

（5）科學(xué)家開發(fā)出了利用太陽能分解水的新型催化劑．下列有關(guān)水分解過程的能量變化示意圖（圖2）正確的是B

（6）已知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6KJ•mol^-1 ，CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890KJ•mol^-1，現(xiàn)有H₂與CH₄的混合氣體112L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），使其完全燃燒生成CO₂和H₂O（l），若實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)放熱3695KJ，則原混合氣體中H₂與CH₄的物質(zhì)的量之比約為1：3．
（7）已知測定中和熱的實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示．稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)的中和熱△H=-57.3kJ/mol，若用同濃度稀醋酸溶液代替上述硫酸測定中和熱，所得數(shù)據(jù)△H偏大．（填“偏大”或“偏小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）結(jié)合熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算；
（2）圖象中厚板和物質(zhì)變化寫出對應(yīng)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，結(jié)合蓋斯定律計(jì)算2C（s）+O₂（g）?2CO（g）的△H；
（3）0.25mol N₂H₄（g）完全燃燒生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水時(shí)，放出133.5kJ熱量，則1mol N₂H₄（g）完全燃燒生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水時(shí)，放出133.5kJ×4=534kJ的熱量，據(jù)此書寫熱化學(xué)方程式；
（4）1g氫氣完全燃燒生成氣態(tài)水時(shí)放出熱量143kJ，故2mol氫氣燃燒生成2mol氣態(tài)水時(shí)放出熱量為$\frac{2mol×2g/mol}{1g}$×143kJ=572kJ，反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能=反應(yīng)熱，據(jù)此計(jì)算；
（5）水的分解為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，反應(yīng)中加入催化劑會降低活化能，改變反應(yīng)的速率，但反應(yīng)熱不改變；
（6）H₂與CH₄的混合氣體112L，n=$\frac{112L}{22.4L/mol}$=5mol，設(shè)H₂與CH₄的物質(zhì)的量分別為x、y，代入熱化學(xué)反應(yīng)方程式中計(jì)算熱量即可解答；
（7）醋酸是弱酸，電離過程需要吸熱．

解答 解：（1）①2H₂O（g）=O₂（g）+2H₂（g）△H₁
②Cl₂（g）+H₂（g）=2HCl（g）△H₂
③2Cl₂（g）+2H₂O（g）=4HCl（g）+O₂（g）△H₃
蓋斯定律計(jì)算③-2×②得到①的熱化學(xué)方程式，則△H₃與△H₁和△H₂間的關(guān)系為：△H₁=△H₃-2△H₂，
故答案為：△H₁=△H₃-2△H₂；
（2）①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5KJ/mol，
②C（s）+CO₂（g）=2CO（g）△H=+172.5KJ/mol，
蓋斯定律計(jì)算①+②得到：2C（s）+O₂（g）?2CO（g）△H=-221.0kJ/mol，
故答案為：-221.0kJ/mol；
（3）0.25mol N₂H₄（g）完全燃燒生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水時(shí)，放出133.5kJ熱量，則1mol N₂H₄（g）完全燃燒生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水時(shí)，放出133.5kJ×4=534kJ的熱量，熱化學(xué)方程式為：N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534 kJ/mol，
故答案為：N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534 kJ/mol；
（4）1g氫氣完全燃燒生成氣態(tài)水時(shí)放出熱量143kJ，故2mol氫氣燃燒生成2mol氣態(tài)水時(shí)放出熱量為$\frac{2mol×2g/mol}{1g}$×143kJ=572kJ，故2mol氫氣燃燒生成2mol氣態(tài)水時(shí)放出熱量為572kJ，故熱化學(xué)方程式為2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-572kJ/mol，所以2×436kJ/mol+496kJ/mol-4xkJ/mol=-572kJ/mol，解得x=199，
故答案為：199；
（5）A、水的分解為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，與圖不符，故A錯(cuò)；
B、加入催化劑反應(yīng)熱不變，并且圖象符合反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，故B正確；
C、化學(xué)反應(yīng)一定伴隨著能量變化，反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量不相等，故C錯(cuò)；
D、加入催化劑降低反應(yīng)的活化能，圖象不符合，故D錯(cuò)．
故答案為：B；
（6）H₂與CH₄的混合氣體112L，n=$\frac{112L}{22.4L/mol}$=5mol，設(shè)H₂與CH₄的物質(zhì)的量分別為x、y，
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1，
  2                                                      571.6kJ
 x                                                         285.8x
CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890kJ•mol^-1，
 1                                                                         890kJ
 y                                                                        890ykJ
解得x=1.25mol，y=3.75mol，
原混合氣體中H₂與CH₄的物質(zhì)的量之比是1.25mol：3.75mol=1：3，
故答案為：1：3
（7）醋酸是弱酸，電離過程需要吸熱，所以測得的中和熱數(shù)值會偏小，焓變?yōu)樨?fù)值，則所得數(shù)據(jù)△H偏大，故答案為：偏大．

點(diǎn)評 本題考查了熱化學(xué)方程式、反應(yīng)鍵能和焓變的計(jì)算關(guān)系、熱化學(xué)方程式定量計(jì)算等知識點(diǎn)，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．