Question

【題目】寫出或完成下列熱化學方程式。

(1)0.5molCH4完全燃燒生成CO2和液態水時，放出445kJ 的熱量。寫出CH4燃燒的熱化學方程式__________。

(2)通常人們把拆開1mol某化學鍵吸收的能量看成該化學鍵的鍵能。下表是一些化學鍵的鍵能。

化學鍵	C－H	C－F	H－F	F－F
鍵能kJ/mol	414	489	565	155

根據鍵能數據估算下列反應：CH4(g) + 4F2(g)＝CF4(g) + 4HF(g)的反應熱△H為_____。

(3)1840年瑞士的化學家蓋斯(Hess)在總結大量實驗事實(熱化學實驗數據)的基礎上提出：“定壓或定容條件下的任意化學反應，在不做其它功時，不論是一步完成的還是幾步完成的，其熱效應總是相同的(反應熱的總值相等)。”

已知：Fe2O3(s)＋3CO(g)＝2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH1

3Fe2O3(s)＋CO(g)＝2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH2

Fe3O4(s)＋CO(g)＝3FeO(s)＋CO2(g) ΔH3

請寫出CO還原FeO的熱化學方程式：______。

(4)在101KP下，1g氫氣完全燃燒生成液態水放出142.9kJ的熱量，請回答下列問題：

①氫氣的燃燒熱為__________；

②氫氣燃燒熱的熱化學方程式為________；

(5)氫能的存儲是氫能利用的前提，科學家研究出一種儲氫合金Mg2Ni，已知：

Mg(s)＋H2(g)=MgH2(s) ΔH1＝－74.5kJ·mol－1；

Mg2Ni(s)＋2H2(g)=Mg2NiH4(s) ΔH2；

Mg2Ni(s)＋2MgH2(s)=2Mg(s)＋Mg2NiH4(s) ΔH3＝+84.6kJ·mol－1。

則ΔH2＝_______kJ·mol－1；

(6)白磷與氧氣可發生如下反應：P4＋5O2=P4O10。已知斷裂下列化學鍵需要吸收的能量分別為P—P a kJ·mol－1、P—O b kJ·mol－1、P=O c kJ·mol－1、O=O d kJ·mol－1。根據圖示的分子結構和有關數據估算該反應的ΔH為_____。

(7)同素異形體相互轉化的反應熱相當小而且轉化速率較慢，有時還很不完全，測定反應熱很困難�，F在可根據蓋斯提出的“不管化學過程是一步完成或分幾步完成，這個總過程的熱效應是相同的”觀點來計算反應熱。已知：

①P4(白磷，s)＋5O2(g)=P4O10(s) ΔH1=－2 983.2 kJ·mol－1

②P(紅磷，s)＋5/4O2(g)=1/4P4O10(s) ΔH2=－738.5 kJ·mol－1

相同狀況下，能量較低的是________；白磷的穩定性比紅磷________(填“大”或“小”)。

Answer 1

【答案】CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) △H＝－890kJ/mol －1940kJ/mol CO(g)+FeO(s)＝Fe(s)+CO2(g) △H=(3△H1－△H2－2△H3)/6 285.8 kJ·mol－1 H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l) ΔH＝－285.8kJ·mol－1 －64.4kJ·mol－1 (6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1 紅磷 小

【解析】

本題主要考察熱化學中熱化學方程式的書寫及計算，在疊加方程時注意抵消中間物，以及題上的要求，是否有說明燃燒熱的熱化學方程式；(6)根據鍵能計算反應的焓變，從物質的結構圖出發進行分析，焓變=反應物的鍵能和-生成物的鍵能和。

(1)熱化學方程式的書寫要注意標注狀態及焓變，由題知0.5molCH4完全燃燒放出445kJ 的熱量，所以根據關系式可以寫出甲烷燃燒的熱化學方程式：CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) △H＝－890kJ/mol；

故答案為：CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) △H＝－890kJ/mol；

(2)反應物的總鍵能－生成物的總鍵能＝焓變，由表格數據，可以計算出 ；

故答案為：－1940kJ/mol；

(3)先寫出CO還原FeO的，再根據已知的3個方程進行疊加，抵消掉不需要的物質，最終焓變為：(3△H1－△H2－2△H3)/6，則CO還原FeO的熱化學方程式為：CO(g)+FeO(s)＝Fe(s)+CO2(g) △H=(3△H1－△H2－2△H3)/6；

故答案為：CO(g)+FeO(s)＝Fe(s)+CO2(g) △H=(3△H1－△H2－2△H3)/6；

(4)氫氣燃燒的熱化學方程式為：，找出對應的關系式： ，氫氣的燃燒熱指 氫氣完全燃燒生成二氧化碳和液態水放出的熱量為： ；氫氣燃燒熱的熱化學方程式要求可燃物氫氣前的系數為1，氫氣燃燒熱的熱化學方程式H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l) ΔH＝－285.8kJ·mol－1；

故答案為：285.8 kJ·mol－1；H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l) ΔH＝－285.8kJ·mol－1；

(5)熱化學方程式計算焓變，將已知方程進行疊加，消除不需要的中間物質，可得 ；

故答案為：－64.4kJ·mol－1；

(6) 的結構圖知，完全燃燒生成，要斷裂鍵和鍵，形成鍵和鍵，因此該反應的焓變： ；

故答案為：(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1；

(7)由已知方程可得白磷紅磷轉化的熱化學方程式： 在相同的狀況下，能量較低的是紅磷，能量越低越穩定，白磷的穩定性比紅磷�。�

故答案為：紅磷 ； 小。