Question

1．能量對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用，在化學(xué)反應(yīng)中能量以多種形式表現(xiàn)出來(lái)．
（1）中和熱
中和熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是要比較準(zhǔn)確地配制一定的物質(zhì)的量濃度的溶液，量熱器要盡量做到絕熱；在量熱的過(guò)程中要盡量避免熱量的散失，要求比較準(zhǔn)確地測(cè)量出反應(yīng)前后溶液溫度的變化．回答下列問(wèn)題：
①中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的中和熱的測(cè)定所需的玻璃儀器有：大小燒杯、量筒、溫度計(jì)、膠頭滴管、環(huán)形玻璃攪拌棒，在大小燒杯之間填滿碎泡沫（或紙條）其作用是保溫、隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量的損失．
②該實(shí)驗(yàn)常用0.50mol•L^-1 HCl和0.55mol•L^-1的NaOH溶液各50mL．NaOH的濃度大于HCl的濃度作用是保證鹽酸完全被中和．
③若上述HCl、NaOH溶液的密度都近似為1g/cm³，中和后生成的溶液的比熱容C=4.18J/（g•℃），反應(yīng)前后溶液的溫度升高3.4℃，則△H=-56.8kJ/mol．
（2）化學(xué)在能源開發(fā)中起著十分關(guān)鍵的作用．
①蘊(yùn)藏在海底的“可燃冰”是高壓下形成的外觀象冰的甲烷水合物固體．甲烷氣體燃燒和水汽化的熱化學(xué)方程式分別為：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-802.3kJ•mol^-1，H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ•mol^-1；則“可燃冰”釋放的32g甲烷氣體完全燃燒生成液態(tài)水，放出的熱量為1780.6kJ_．
②0.3mol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，其熱化學(xué)方程式為：B₂H₆（g）+3O₂（g）=B₂O₃（s）+3H₂O（l）△H=-2165 kJ•mol^-1
③用CO₂和氫氣合成CH₃OCH₃（甲醚）是解決能源危機(jī)的研究方向之一．
已知：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.7kJ•mol^-1
2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-23.5kJ•mol^-1
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2kJ•mol^-1
則CO₂和氫氣合成CH₃OCH₃（g）的熱化學(xué)方程式為2CO₂（g）+6H₂（g）=CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）△H=-122.5 kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)量熱計(jì)的構(gòu)造和實(shí)驗(yàn)步驟來(lái)確定實(shí)驗(yàn)的儀器；中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是保溫工作；
②為了保證HCl完全反應(yīng)，堿應(yīng)過(guò)量；
③根據(jù)Q=c•m•△T計(jì)算出反應(yīng)放出的熱量，然后計(jì)算出生成1mol水放出的熱量，就可以得到中和熱；
（2）①先根據(jù)蓋斯定律求出甲烷燃燒熱的熱方程式，再根據(jù)燃燒熱計(jì)算；
②0.3molB₂H₆氣體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，則1molB₂H₆完全反應(yīng)放出2165 kJ熱量，據(jù)此書寫熱化學(xué)反應(yīng)方程式；
③先寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，即2CO₂（g）+6H₂（g）=CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g），然后利用蓋斯定律解答；

解答 解：（1）中和熱測(cè)定的實(shí)驗(yàn)中，用到的玻璃儀器有大燒杯、小燒杯、溫度計(jì)、量筒、膠頭滴管，環(huán)形玻璃攪拌棒；大小燒杯之間填滿碎泡沫塑料的作用是：保溫、隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的熱量散失；
故答案為：溫度計(jì)、膠頭滴管；環(huán)形玻璃攪拌棒；保溫、隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量的損失；
（2）NaOH的濃度大于HCl的濃度，使鹽酸完全被中和，故答案為：保證鹽酸完全被中和；
（3）50mL0.55mol•L^-1NaOH溶液與50mL0.50mol•L^-1 HCl溶液進(jìn)行中和反應(yīng)，生成水的物質(zhì)的量為0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液的質(zhì)量為100mL×1g/cm³=100g，溫度變化的值為△T=3.4℃，則生成0.025mol水放出的熱量為：Q=c•m•△T=4.18J/（g•℃）×100g×3.4℃=1421.2J，即1.4212kJ，所以實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱△H=-$\frac{1.4212kJ}{0.025mol}$=-56.8kJ/mol；
故答案為：-56.8kJ/mol；
（2）①CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-802.3kJ•mol^-1 ①
H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ•mol^-1  ②
根據(jù)蓋斯定律，由①-②×2得：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3 kJ/mol；
甲烷的燃燒熱為890.3 kJ/mol，則“可燃冰”釋放的32g即2mol甲烷氣體完全燃燒生成液態(tài)水，放出熱量890.3kJ/mol×2mol=1780.6kJ；
故答案為：1780.6kJ；
②0.3molB₂H₆氣體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，則1molB₂H₆完全反應(yīng)放出2165 kJ熱量，則該熱化學(xué)反應(yīng)方程式為B₂H₆（g）+3O₂（g）=B₂O₃（s）+3H₂O（l）△H=-2165 kJ•mol^-1 ，故答案為：B₂H₆（g）+3O₂（g）=B₂O₃（s）+3H₂O（l）△H=-2165 kJ•mol^-1；
③利用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算，將三個(gè)方程式進(jìn)行形式變換，
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.7kJ•mol^-1 ①
2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-23.5kJ•mol^-1  ②
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2kJ•mol^-1 ③
根據(jù)蓋斯定律，由①×2+②-③×2得：2CO₂（g）+6H₂（g）=CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）△H=-122.5 kJ•mol^-1
故答案：2CO₂（g）+6H₂（g）=CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）△H=-122.5 kJ•mol^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查學(xué)生有關(guān)中和熱的測(cè)定、熱化學(xué)方程式的書寫、蓋斯定律的運(yùn)用等問(wèn)題，側(cè)重?zé)峄瘜W(xué)方程式書寫及蓋斯定律應(yīng)用的考查，難度不大．