Question

7．按要求寫熱化學方程式：
（1）已知稀溶液中，1mol H₂SO₄與NaOH溶液恰好完全反應時，放出114.6kJ熱量，寫出表示H₂SO₄與NaOH反應的中和熱的熱化學方程式NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol．
（2）25℃、101kPa條件下充分燃燒1kg丁烷生成二氧化碳和液態(tài)水時，放出熱量為5×10⁴ kJ，寫出表示丁烷燃燒熱化學方程式C₄H₁₀（g）+$\frac{13}{2}$O₂（g）═4CO₂（g）+5H₂O△H=-2900kJ/mol．
（3）已知下列熱化學方程式：
①CH₃COOH（l）+2O₂（g）══2CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-870.3kJ/mol
②C（s）+O₂（g）══CO₂（g）△H₂=-393.5kJ/mol
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）══H₂O（l ）△H₃=-285.8kJ/mol
寫出由C（s）、H₂（g）和O₂（g）化合生成CH₃COOH（l）的熱化學方程式2C（s）+2H₂（g）+O₂（g）═CH₃COOH（l）△H=-488.3kJ/mol．
（4）已知：C（s，石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=Q₁kJ•mol^-1
2CO₂（g）+H₂ （g）=C₂H₂（g）+2O₂（g）△H₂=Q₂kJ•mol^-1．
寫出由C（s，石墨）和H₂（g）生成C₂H₂（g）的熱化學方程式：2C（石墨，s）+H₂（g）═C₂H₂（g）△H=（2Q₁+Q₂）kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）根據中和熱的概念：稀的強酸和強堿反應生成1mol水所放出的熱量求出中和熱以及中和熱的熱化學方程式；
（2）依據燃燒熱的概念和熱化學方程式的書寫方法寫出，注意物質的聚集狀態(tài)，焓變的計算；
（3）已知：①CH₃COOH（l）+2O₂（g）═2CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-870.3kJ/mol
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-393.5kJ/mol
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l ）△H₃=-285.8kJ/mol
②×2+③×2-①可得：2C（s）+2H₂（g）+O₂（g）=CH₃COOH（l）；利用蓋斯定律計算焓變，書寫熱化學方程式；
（4）已知：①C（s，石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=Q₁kJ•mol^-1
②2CO₂（g）+H₂ （g）=C₂H₂（g）+2O₂（g）△H₂=Q₂kJ•mol^-1，依據蓋斯定律①×4+②×2得到：4C（s，石墨）+2H₂（g）=2C₂H₂（g）根據蓋斯定律計算焓變即可．

解答 解：（1）1mol H₂SO₄溶液與足量 NaOH溶液完全反應，放出114.6kJ的熱量，即生成2mol水放出114.6kJ的熱量，反應的反應熱為-114.6kJ/mol，
中和熱為-57.3kJ/mol，則中和熱的熱化學方程式：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol，
故答案為：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol；
1kg丁烷的物質的量為：$\frac{1000g}{58g/mol}$=$\frac{1000}{58}$mol，完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時，放出熱量為5×10⁴kJ，則1mol丁烷完全反應放熱$\frac{58}{1000}$×5×10⁴kJ=2900KJ，燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時放出的熱量，依據反應物和產物狀態(tài)標注聚集狀態(tài)和對應量下的反應熱，書寫的熱化學方程式為：C₄H₁₀（g）+×$\frac{13}{2}$O₂（g）═4CO₂（g）+5H₂O△H=-2900kJ/mol；
故答案為：C₄H₁₀（g）+$\frac{13}{2}$O₂（g）═4CO₂（g）+5H₂O△H=-2900kJ/mol；
（3）已知：①CH₃COOH（l）+2O₂（g）═2CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-870.3kJ/mol
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-393.5kJ/mol
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l ）△H₃=-285.8kJ/mol
利用蓋斯定律將②×2+③×2-①可得：2C（s）+2H₂（g）+O₂（g）=CH₃COOH（l）；△H=2×（-393.5kJ/mol）+2×（-285.8kJ/mol）-（-870.3kJ/mol）=-488.3kJ/mol，所以熱化學方程式為2C（s）+2H₂（g）+O₂（g）=CH₃COOH（l）；△H=-488.3kJ/mol，
故答案為：2C（s）+2H₂（g）+O₂（g）=CH₃COOH（l）；△H=-488.3kJ/mol；
（4）已知：①C（s，石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=Q₁kJ•mol^-1
②2CO₂（g）+H₂ （g）=C₂H₂（g）+2O₂（g）△H₂=Q₂kJ•mol^-1，依據蓋斯定律$\frac{1}{2}$[①×4+②×2]得到：2C（s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g））△H=（2Q₁+Q₂） kJ/mol，
故答案為：2C（石墨，s）+H₂（g）═C₂H₂（g）△H=（2Q₁+Q₂） kJ/mol．

點評 本題考查熱化學方程式的書寫及利用蓋斯定律的計算，題目難度中等．