Question

為了合理利用化學(xué)能，確保安全生產(chǎn)，化工設(shè)計需要充分考慮化學(xué)反應(yīng)的焓變，并采取相應(yīng)的措施�；瘜W(xué)反應(yīng)的焓變一般通過實驗進行測定，也可進行理論推算。

（1）實驗測得，0.3mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷（B₂H₆）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熱量。寫出上述燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                 。標準狀況下11.2L乙硼烷完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量是        kJ。

（2）在化學(xué)反應(yīng)過程中，拆開化學(xué)鍵需要吸收能量，形成化學(xué)鍵又會釋放能量。已知拆開1mol氫氣中的化學(xué)鍵需要消耗436kJ能量，拆開1mol氧氣中的化學(xué)鍵需要消耗496kJ能量，形成水蒸氣中的1mol H-O鍵能夠釋放463kJ能量。試說明反應(yīng)2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)中的能量變化。

a=     ，b=      。又知1mol液態(tài)水轉(zhuǎn)化成氣態(tài)水吸收44 kJ能量，則氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時的熱化學(xué)方程式為                              。

（3）依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進行推算。實驗中不能直接測出由石墨和氫氣生成甲烷反應(yīng)的反應(yīng)熱，但可測出CH₄、石墨和H₂燃燒熱分別如下：

①CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O   ΔH₁=－890.3 kJ?mol^-1

②C(石墨)+O₂(g)= CO₂(g)   ΔH₂= —393.5 kJ?mol^-1

③H₂(g)+O₂(g)=H₂O(l)     ΔH₃= ─285.8 kJ?mol^-1

④C(石墨)+2H₂(g)= CH₄(g)  ΔH₄

試根據(jù)蓋斯定律求出石墨生成甲烷的反應(yīng)熱ΔH₄=             。

 

Answer 1

【答案】

（12分）（1）  B₂H₆(g)+3O₂(g)＝B₂O₃(s)+3H₂O(l)  ΔH₃＝－2165 kJ?mol^-1    1082.5  kJ。

（2）a＝1368 ，b＝1852 。  2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(l) ΔH＝－572 kJ?mol^-1 。

（3）ΔH₄＝－74.8 kJ?mol^-1

【解析】

試題分析：（1）0.3mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷（B₂H₆）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熱量，所以1mol乙硼烷完全燃燒放出的能量是，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是B₂H₆(g)+3O₂(g)＝B₂O₃(s)+3H₂O(l)  ΔH₃＝－2165 kJ?mol^-1。標準狀況下11.2L乙硼烷的物質(zhì)的量是0.5mol，放出的熱量是2165 kJ?mol^-1×0.5mol＝1082.5kJ。

（2）拆開1mol氫氣中的化學(xué)鍵需要消耗436kJ能量，拆開1mol氧氣中的化學(xué)鍵需要消耗496kJ能量，則a＝436kJ×2＋496kJ＝1368。形成水蒸氣中的1mol H-O鍵能夠釋放463kJ能量，則b＝2×2×463kJ＝1852kJ，所以c＝1368－1852＝484。1mol液態(tài)水轉(zhuǎn)化成氣態(tài)水吸收44 kJ能量，則生成2mol液態(tài)水轉(zhuǎn)化成氣態(tài)水吸收88kJ能量，所以氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時的熱化學(xué)方程式為2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(l) ΔH＝－（484＋88）＝572 kJ?mol^-1。

（3）根據(jù)蓋斯定律可知，③×2＋②－①即得到反應(yīng)C(石墨)+2H₂(g)＝CH₄(g) ，所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH₄

＝－285.8 kJ/mol×2－393.5 kJ/mol＋890.3 kJ/mol＝－74.8 kJ/mol。

考點：考查反應(yīng)熱的計算以及蓋斯定律的應(yīng)用

點評：該題是中等難度試題的考查，主要是考查學(xué)生對熱化學(xué)方程式書寫以及反應(yīng)熱計算的熟悉了解程度，旨在鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)，提高學(xué)生的應(yīng)試能力，有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習興趣和學(xué)習積極性。