Question

【題目】能源是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎，我國目前使用的能源主要是化石燃料。

(1)在25℃、101kPa時，2gC2H2(g)完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量是100kJ，則C2H2燃燒的熱化學方程式是_________________________ 。

(2)已知：C(石墨，s)+O2(g) = CO2(g) △H = —393.5kJ·mol—1，C(金剛石，s)+ O2(g) =CO2(g) △H =—395.0kJ·mol—1，則反應C(石墨，s) = C(金剛石，s) △H =______kJ·mol—1。由此可知，石墨和金剛石相比更穩(wěn)定的是 _______(填“石墨”或“金剛石”)。

(3)已知H2(g)的燃燒熱△H 1=—285.0kJ·mol—1，CO(g)的燃燒熱△H 2=—283.0kJ·mol—1， CH3OH(l)的燃燒熱△H3=—726.0kJ·mol—1。0.2mol由H2 和CO組成的混合氣體在完全燃燒時放出56.8kJ的能量，則混合氣體中H2 和CO的質(zhì)量比為_________。工業(yè)上在催化劑的作用下，可用H2(g)和CO(g)合成CH3OH(l)。請寫出由H2(g)和CO(g)合成CH3OH(l)的熱化學方程式：_______________________。

(4)強酸和強堿的稀溶液的中和熱可表示為 H+ (aq)+OH— (aq) = H2O(l) △H =—57.3kJ·mol—1。已知：CH3COOH(aq)+NaOH(aq) = CH3COONa(aq)+H2O(l) △H =—33.1kJ·mol—1。請寫出醋酸溶液電離的熱化學方程式：_______________。

Answer 1

【答案】2C2H2(g)+5O2(g) = 4CO2(g)+2H2O(l) △H=-2600kJ·mol—1 +1.5 石墨 1:14 2H2(g)+CO(g)=CH3OH(l) △H=-127kJ·mol—1 CH3COOH(aq)CH3COO— (aq)+H+ (aq) △H =+24.2kJ·mol—1

【解析】

(1)根據(jù)熱化學方程式中反應熱與物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比以及熱化學方程式的書寫方法來解答；

(2)依據(jù)蓋斯定律寫出石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的反應熱，根據(jù)反應熱判斷哪種物質(zhì)更穩(wěn)定；

(3)設混合氣體中H2和CO的物質(zhì)的量為xmol和(0.2-x)mol，根據(jù)相關熱化學方程式和混合氣體放出的熱量求解H2和CO的物質(zhì)的量，進而計算其質(zhì)量比，根據(jù)蓋斯定律寫出熱化學方程式；

(4)把CH3COOH(aq)+NaOH(aq) = CH3COONa(aq)+H2O(l) △H =-33.1kJ·mol-1寫成離子方程式的形式，根據(jù)蓋斯定律寫出醋酸溶液電離的熱化學方程式。

(1) 2gC2H2(g)完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量是100kJ，則1molC2H2完全燃燒放出的熱量為=1300kJ，其熱化學方程式為：2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=-2600kJ·mol-1；

(2)C(石墨，s)+O2(g) = CO2(g) △H1=-393.5kJ·mol-1，C(金剛石，s)+O2(g)=CO2(g) △H2 =-395.0kJ·mol-1，則反應C(石墨，s) = C(金剛石，s) △H =△H1-△H2=(-393.5kJ·mol-1)-(-395.0kJ·mol-1) =+1.5 kJ·mol-1，石墨的能量更低，相對更加穩(wěn)定；

(3)設混合氣體中H2和CO的物質(zhì)的量為xmol和(0.2-x)mol，則285.0x+283.0(0.2-x)=56.8，解得x=0.1，混合氣體中H2和CO的物質(zhì)的量均為0.1mol，兩者質(zhì)量之比為：1：14；根據(jù)蓋斯定律，2H2(g)+CO(g)=CH3OH(l) △H=2△H1+△H2-△H3=-127kJ·mol-1，則熱化學方程式為：2H2(g)+CO(g)=CH3OH(l) △H=-127kJ·mol-1；

(4)CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) △H =-33.1kJ·mol-1寫成離子方程式的形式為CH3COOH(aq)+OH-(aq)=CH3COO-(aq)+H2O(l) △H =-33.1kJ·mol-1，由H+(aq)+OH—(aq) = H2O(l) △H=-57.3kJ·mol-1，得CH3COOH(aq)CH3COO-(aq)+H+(aq) △H =-33.1kJ·mol-1-(-57.3kJ·mol-1)=+24.2kJ·mol-1，即醋酸溶液電離的熱化學方程式為CH3COOH(aq)CH3COO-(aq)+H+(aq) △H =+24.2kJ·mol-1。