Question

8．（1）將0.3mol的氣態(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，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為B₂H₆（g）+3O₂（g）═B₂O₃（s）+3H₂O（l）△H=-2165kJ/mol．又已知：H₂O（g）=H₂O（l）；△H₂=-44.0kJ/mol，則11.2L（標準狀況）乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量是1016.5kJ．
（2）已知：2NO₂（g）═N₂O₄（g）△H₁         2NO₂（g）═N₂O₄（l）△H₂
下列能量變化示意圖中，正確的是（選填字母）A．

（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．
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=-2 599kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，計算298K時由C（s，石墨）和H₂（g）生成1mol C₂H₂（g）反應(yīng)的焓變（列出簡單的計算式）：+226.7kJ•mol^-1．
（4）甲醇是一種新型的汽車動力燃料，工業(yè)上可通過CO和H₂化合來制備甲醇氣體（結(jié)構(gòu)簡式為CH₃OH）． 已知某些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表：

化學(xué)鍵	C-C	C-H	H-H	C-O	C≡O(shè)	H-O
鍵能/kJ•mol-1	348	413	436	358	1072	463

已知CO中的C與O之間為叁鍵連接，則工業(yè)制備甲醇的熱化學(xué)方程式為CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH （g）△H=-116 kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）0.3mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5KJ的熱量，則1mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出2165KJ的熱量，根據(jù)蓋斯定律寫出其熱化學(xué)反應(yīng)方程式，后根據(jù)物質(zhì)的物質(zhì)的量與反應(yīng)放出的熱量成正比來解答；
（2）降低溫度，將NO₂（g）轉(zhuǎn)化為N₂O₄（l）說明反應(yīng)2NO₂（g）?N₂O₄（l）為放熱反應(yīng)，同種物質(zhì)液態(tài)時能量比氣態(tài)時能量低；
（3）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到，已知：①C_{（s，石墨）}+O_2（g）=CO_2（g）△H₁=+393.5kJ/mol
②2H_2（g）+O_2（g）=2H₂O _（l）△H₂=-571.6kJ/mol
③2C₂H_2（g）+5O_2（g）=4CO_2（g）+2H₂O _（l）△H₃=-2599kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，①×4+②-③得到反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為；
（4）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)焓變=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和計算，標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)反應(yīng)的焓變寫出熱化學(xué)方程式．

解答 解：（1）0.3mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5KJ的熱量，則1mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出2165KJ的熱量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：B₂H₆（g）+3O₂（g）═B₂O₃（s）+3H₂O（l）△H=-2165kJ/mol，
①B₂H₆（g）+3O₂（g）═B₂O₃（s）+3H₂O（l）△H=-2165kJ/mol，
②H₂O（l）→H₂O（g）；△H=+44kJ/moL，
由蓋斯定律可知①+②×3得：B₂H₆（g）+3O₂（g）═B₂O₃（s）+3H₂O（g）△H=-2033kJ/mol，
11.2L（標準狀況）即0.5mol乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量是2033kJ×0.5=1016.5kJ，
故答案為：B₂H₆（g）+3O₂（g）═B₂O₃（s）+3H₂O（l）△H=-2165kJ/mol；1016.5KJ；
（2）降低溫度，將NO₂（g）轉(zhuǎn)化為N₂O₄（l）說明反應(yīng)2NO₂（g）?N₂O₄（l）為放熱反應(yīng)，所以在圖象中該反應(yīng)的反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量高，同種物質(zhì)氣態(tài)變液態(tài)會放出熱量，即液態(tài)時能量比氣態(tài)時能量低，則N₂O₄（l）具有的能量比N₂O₄（g）具有的能量低，圖象A符合，故A正確，
故答案為：A．
（3）已知：①C_{（s，石墨）}+O_2（g）=CO_2（g）△H₁=+393.5kJ/mol
②2H_2（g）+O_2（g）=2H₂O _（l）△H₂=-571.6kJ/mol
③2C₂H_2（g）+5O_2（g）=4CO_2（g）+2H₂O _（l）△H₃=-2599kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，①×4+②-③得到反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：4C_{（s，石墨）}+2H_2（g）=2C₂H_2（g） △H=（4△H₁+△H₂-△H₃）=+453.4kJ•mol^-1；
熱化學(xué)方程式為：2C_{（s，石墨）}+H_2（g）=C₂H_2（g） △H=（4△H₁+△H₂-△H₃）×$\frac{1}{2}$=+226.7kJ•mol^-1，
故答案為：+226.7kJ•mol^-1．
（4）CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH （g），反應(yīng)的焓變可以根據(jù)反應(yīng)物的總鍵能和生成物的總鍵能計算得到，焓變=反應(yīng)物總鍵能之和-生成物總鍵能之和，依據(jù)圖表提供的化學(xué)鍵的鍵能計算得到，）△H₁═1072KJ/mol+2×436KJ/mol-（3×413KJ/mol+358KJ/mol+463KJ/mol）=-116 kJ•mol^-1，熱化學(xué)方程式CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH （g）△H=-116 kJ•mol^-1，
故答案為：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH （g）△H=-116 kJ•mol^-1；

點評 本題考查燃燒熱的熱化學(xué)方程式的書寫、焓變求算，注意表示熱化學(xué)方程式的書寫要注明物質(zhì)聚集狀態(tài)和反應(yīng)熱的正負號問題．本題考查了能量變化圖的分析等，題目側(cè)重于考查學(xué)生的綜合運用能力，難度中等，注意基礎(chǔ)知識的積累掌握是關(guān)鍵．