Question

化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，是由化學(xué)反應(yīng)中舊化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的能量與新化學(xué)鍵形成時(shí)放出的能量不同所致．如圖為N₂（g）和O₂（g）生成NO（g）過(guò)程中的能量變化．

（1）人們通常把拆開(kāi)1mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能．鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，則N≡N的鍵能為

 

kJ?mol^-1，由上圖寫(xiě)出N₂（g）和O₂（g）生成NO（g）的熱化學(xué)反應(yīng)方程式

 

．
（2）1840年，俄國(guó)化學(xué)家蓋斯在分析了許多化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出一條規(guī)律：“一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成，還是分幾步完成，其總的熱效應(yīng)是完全相同的．”這個(gè)規(guī)律被稱(chēng)為蓋斯定律．有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無(wú)法直接測(cè)得，但可以利用蓋斯定律間接計(jì)算求得．
①根據(jù)下列反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)式，計(jì)算由C（石墨）和H₂（g）反應(yīng)生成1molC₂H₂（g）的△H．
C（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=-2599.2kJ?mol^-1，
則由C（石墨）和H₂（g）反應(yīng)生成1molC₂H₂（g）的△H=

 

kJ?mol^-1．
②已知3.6g碳在6.4g的氧氣中燃燒，至反應(yīng)物耗盡，并放出XkJ熱量．已知單質(zhì)碳的燃燒熱為YkJ?mol^-1，則1molC與O₂反應(yīng)生成CO的反應(yīng)熱△H=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算

專(zhuān)題：

分析：（1）根據(jù)拆開(kāi)1mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能，結(jié)合圖示即可解答；根據(jù)反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能減去生成物的總鍵能計(jì)算；
（2）①可以先根據(jù)反應(yīng)物和生成物書(shū)寫(xiě)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(shū)寫(xiě)方法來(lái)書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式；
②碳在氧氣中燃燒，氧氣不足發(fā)生反應(yīng)2C+O₂

點(diǎn)燃  .

2CO，氧氣足量發(fā)生反應(yīng)C+O₂

點(diǎn)燃  .

CO₂．3.6g碳的物質(zhì)的量為0.3mol，6.4g的氧氣的物質(zhì)的量為0.2mol，n（C）：n（O₂）=3：2，介于2：1與1：1之間，所以上述反應(yīng)都發(fā)生．令生成的CO為xmol，CO₂為ymol，根據(jù)碳元素與氧元素守恒列方程計(jì)算x、y的值，計(jì)算生成ymol二氧化碳的熱量，放出的總熱量減去生成二氧化碳放出的熱量為生成xmolCO放出的熱量，據(jù)此計(jì)算1molC與O₂反應(yīng)生成CO的反應(yīng)熱△H．

解答： 解：（1）由圖可知：N≡N鍵的鍵能為946kJ?mol^-1，反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能=946kJ?mol^-1+498kJ?mol^-1-2×632kJ?mol^-1=180 kJ?mol^-1，熱化學(xué)方程式為：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180 kJ?mol^-1；
故答案為：946；N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180 kJ?mol^-1；
（2）①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×

1

2

-③×

1

2

得到，
所以反應(yīng)焓變△H=2×（-393.5kJ?mol^-1）+（-571.6kJ?mol^-1）×

1

2

-（-2599kJ?mol^-1）×

1

2

=+226.7kJ?mol^-1，
故答案為：+226.7kJ?mol^-1；
②碳在氧氣中燃燒，氧氣不足發(fā)生反應(yīng)2C+O₂

點(diǎn)燃  .

2CO，氧氣足量發(fā)生反應(yīng)C+O₂

點(diǎn)燃  .

CO₂．
3.6g碳的物質(zhì)的量為

3.6g

12g/mol

=0.3mol，6.4g的氧氣的物質(zhì)的量為

6.4g

32g/mol

=0.2mol，n（C）：n（O₂）=3：2，
介于2：1與1：1之間，所以上述反應(yīng)都發(fā)生．令生成的CO為xmol，CO₂為ymol，
根據(jù)碳元素守恒有x+y=0.3，根據(jù)氧元素守恒有x+2y=0.2×2，聯(lián)立方程，解得x=0.2，y=0.1．
單質(zhì)碳的燃燒熱為Y kJ/mol，所以生成0.1mol二氧化碳放出的熱量為0.1mol×Y kJ/mol=0.1YkJ，
所以生成0.2molCO放出的熱量為XkJ-0.1YkJ．由于碳燃燒為放熱反應(yīng)，所以反應(yīng)熱△H的符號(hào)為“-”，
故1mol C與O₂反應(yīng)生成CO的反應(yīng)熱△H=-

XKJ-0.1YKJ

0.2mol

=-（5X-0.5Y）kJ/mol，
故答案為：-（5X-0.5Y）kJ?mol^-1．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了反應(yīng)熱的計(jì)算，題目難度中等，②判斷碳與氧氣反應(yīng)產(chǎn)物中一氧化碳與二氧化碳的物質(zhì)的量是關(guān)鍵，注意反應(yīng)熱△H的單位與符號(hào)，注意蓋斯定律計(jì)算應(yīng)用．