Question

5．（1）實(shí)驗(yàn)測(cè)得16g甲醇[CH₃OH（l）]在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時(shí)釋放出363.25kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式：
CH₃OH （l）+$\frac{3}{2}$ O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5KJ/mol．
（2）從化學(xué)鍵的角度分析，化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵被破壞和生成物的化學(xué)鍵的形成過程．已知反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=a kJ•mol^-1．有關(guān)鍵能數(shù)據(jù)如表：

化學(xué)鍵	H-H	N-H	N≡N
鍵能（kJ•mol-1）	436	391	945

試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)估算a的數(shù)值-93．
（3）依據(jù)蓋斯定律可以對(duì)某些難以通過實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱進(jìn)行推算．已知：
C（s，石墨）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-393.5kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₂=-571.6kJ•mol^-1
2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O（l）△H₃=-2599kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，計(jì)算298K時(shí)由C（s，石墨）和H₂（g）生成1mol C₂H₂（g）反應(yīng)的反應(yīng)熱為：
△H=+226.7 KJ/mol．
（4）在微生物作用的條件下，NH₄⁺經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO₃^-．兩步反應(yīng)的能量變化示
意圖如圖：

第一步反應(yīng)是放熱反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”），原因是反應(yīng)物總能量高于生成物總能量．

Answer 1

分析 （1）燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成溫度氧化物放出的熱量，根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法可知，化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)熱成正比，并注意標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)來解答；
（2）反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能求算；
（3）可以先根據(jù)反應(yīng)物和生成物書寫化學(xué)方程式，根據(jù)蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)的焓變，最后根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法來書寫熱化學(xué)方程式；
（4）當(dāng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)是放熱的．

解答 解：（1）16gCH₃OH在氧氣中燃燒生成CO₂和液態(tài)水，放出363.25kJ熱量，32g即1molCH₃OH在氧氣中燃燒生成CO₂和液態(tài)水，放出726.5kJ熱量，
則△H=-726.5KJ/mol，則燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：CH₃OH （l）+$\frac{3}{2}$ O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5KJ/mol，
故答案為：CH₃OH （l）+$\frac{3}{2}$ O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5KJ/mol；
（2）N₂（g）+3H₂（g）???2NH₃（g）△H=945kJ•mol^-1+436kJ•mol^-1×3-391kJ•mol^-1×6=-93kJ•mol^-1=a kJ•mol^-1，因此a=-93，
故答案為：-93；   
（3）已知：①C （s，石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kJ•mol^-1；
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （l）△H₂=-571.6kJ•mol^-1；
③2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O （l）△H₂=-2599kJ•mol^-1；
2C （s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g）的反應(yīng)可以根據(jù)①×2+②×$\frac{1}{2}$-③×$\frac{1}{2}$得到，
所以反應(yīng)焓變△H=2×（-393.5kJ•mol^-1）+（-571.6kJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$-（-2599kJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$=+226.7kJ•mol^-1，
故答案為：+226.7 KJ/mol；
（4）因?yàn)椤鱄=-273kJ/mol＜0，則反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，
故答案為：放熱，反應(yīng)物總能量高于生成物總能量．

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)熱的計(jì)算，注意根據(jù)已知熱化學(xué)方程式利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的方法，答題時(shí)注意體會(huì)，題目難度中等．