Question

5．（1）實驗測得16g甲醇[CH₃OH（l）]在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳氣體和液態(tài)水時釋放出363.25kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒熱的熱化學方程式：
CH₃OH （l）+$\frac{3}{2}$ O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5KJ/mol．
（2）從化學鍵的角度分析，化學反應的過程就是反應物的化學鍵被破壞和生成物的化學鍵的形成過程．已知反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=a kJ•mol^-1．有關鍵能數(shù)據(jù)如表：

化學鍵	H-H	N-H	N≡N
鍵能（kJ•mol-1）	436	391	945

試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)估算a的數(shù)值-93．
（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反應的反應熱進行推算．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=-2599kJ•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）反應的反應熱為：
△H=+226.7 KJ/mol．
（4）在微生物作用的條件下，NH₄⁺經(jīng)過兩步反應被氧化成NO₃^-．兩步反應的能量變化示
意圖如圖：

第一步反應是放熱反應（填“放熱”或“吸熱”），原因是反應物總能量高于生成物總能量．

Answer 1

分析 （1）燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成溫度氧化物放出的熱量，根據(jù)熱化學方程式的書寫方法可知，化學計量數(shù)與反應熱成正比，并注意標明物質(zhì)的聚集狀態(tài)來解答；
（2）反應熱等于反應物的總鍵能-生成物的總鍵能求算；
（3）可以先根據(jù)反應物和生成物書寫化學方程式，根據(jù)蓋斯定律計算反應的焓變，最后根據(jù)熱化學方程式的書寫方法來書寫熱化學方程式；
（4）當反應物的總能量大于生成物的總能量，反應是放熱的．

解答 解：（1）16gCH₃OH在氧氣中燃燒生成CO₂和液態(tài)水，放出363.25kJ熱量，32g即1molCH₃OH在氧氣中燃燒生成CO₂和液態(tài)水，放出726.5kJ熱量，
則△H=-726.5KJ/mol，則燃燒熱的熱化學方程式為：CH₃OH （l）+$\frac{3}{2}$ O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5KJ/mol，
故答案為：CH₃OH （l）+$\frac{3}{2}$ O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5KJ/mol；
（2）N₂（g）+3H₂（g）???2NH₃（g）△H=945kJ•mol^-1+436kJ•mol^-1×3-391kJ•mol^-1×6=-93kJ•mol^-1=a kJ•mol^-1，因此a=-93，
故答案為：-93；   
（3）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）的反應可以根據(jù)①×2+②×$\frac{1}{2}$-③×$\frac{1}{2}$得到，
所以反應焓變△H=2×（-393.5kJ•mol^-1）+（-571.6kJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$-（-2599kJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$=+226.7kJ•mol^-1，
故答案為：+226.7 KJ/mol；
（4）因為△H=-273kJ/mol＜0，則反應為放熱反應，反應物的總能量大于生成物的總能量，
故答案為：放熱，反應物總能量高于生成物總能量．

點評 本題考查反應熱的計算，注意根據(jù)已知熱化學方程式利用蓋斯定律計算反應熱的方法，答題時注意體會，題目難度中等．