Question

20．（1）根據蓋斯提出的“不管化學過程是一步完成或幾步完成這個總過程的熱效應是相等的”觀點來計算反應熱．已知：P₄（s，白磷）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H=-2983.2kJ•mol^-1
P（s，紅磷）+$\frac{5}{4}$O₂（g）═$\frac{1}{4}$P₄O₁₀（s）△H=-738.5kJ•mol^-1
則白磷轉化為紅磷的熱化學方程式為P₄（s，白磷）═4P（s，紅磷）△H=-29.2 kJ•mol^-1；相同狀況下，能量狀態(tài)較低的是紅磷；白磷的穩(wěn)定性比紅磷低（填“高”或“低”）
（2）由氫氣和氧氣反應生成1mol水蒸氣放熱241.8kJ，寫出該反應的熱化學方程式H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol．
（3）已知：CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H=+206.2kJ•mol^-1
CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=+247.4kJ•mol^-1
則以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法．CH₄（g）與H₂O（g）反應生成CO₂（g）和H₂（g）的熱化學方程式為：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=+165.0 kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）利用蓋斯定律可以解答，從待求反應出發(fā)，分析待求反應中的反應物和生成物在已知反應中的位置，通過相互加減可得．物質的能量越低越穩(wěn)定；
（2）根據熱化學方程式的書寫原則寫出氫氣燃燒生成氣態(tài)水的熱化學方程式；
（3）結合熱化學方程式和蓋斯定律計算所需熱化學方程式；

解答 解：（1）已知：P₄（s，白磷）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H=-2983.2kJ•mol^-1�、伲�
P（s，紅磷）+$\frac{5}{4}$O₂（g）═$\frac{1}{4}$P₄O₁₀（s）△H=-738.5kJ•mol^-1�、冢�
據蓋斯定律，①-②×4可得：P₄（s，白磷）═4P（s，紅磷）△H=-29.2 kJ•mol^-1
從上面的熱化學方程式可見，相同狀況下，白磷比紅磷能量高；因為能量越低越穩(wěn)定，所以紅磷比白磷穩(wěn)定．
故答案為：P₄（s，白磷）═4P（s，紅磷）△H=-29.2 kJ•mol^-1； 紅磷； 低；
（2）氫氣和氧氣反應生成1mol水蒸氣放熱241.8kJ，該反應的熱化學方程式為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol，
故答案為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol；
（3）①CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H=+206.2kJ•mol^-1
②CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=+247.4kJ•mol^-1
結合蓋斯定律①×2-②得到CH₄（g）與H₂O（g）反應生成CO₂（g）和H₂（g）的熱化學方程式為：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=+165.0 kJ•mol^-1；
故答案為：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=+165.0 kJ•mol^-1；

點評 本題考查熱化學方程式的書寫與反應熱的計算，難度不大，注意掌握熱化學方程式的書寫，物質聚集狀態(tài)的分析判斷，蓋斯定律的計算應用，掌握基礎是解題關鍵．