Question

【題目】（1）實驗測得，5 g甲醇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113.5 kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式：_________________________________________。

（2）下圖為N2(g)和O2(g)生成NO (g)過程中的能量變化：

則N≡N鍵的鍵能為________kJ·mol－1。根據(jù)上圖寫出N2(g)和O2(g)生成NO(g)的熱化學(xué)方程式：_____________________________________________________________

（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(xué)反應(yīng)的焓變進行推算。

已知： C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1①

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1②

2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－2599 kJ·mol－1③

根據(jù)蓋斯定律，計算298 K時由C(石墨，s)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反應(yīng)的焓變：________________________________________________________________________。

（4）接觸法制硫酸工藝中，其主反應(yīng)在450 ℃并有催化劑存在下進行：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－190 kJ·mol－1。

①該熱化學(xué)反應(yīng)方程式的意義是___________________________________________________

②已知單質(zhì)硫16 g燃燒放熱為149 kJ，寫出硫燃燒熱的熱化學(xué)方程式：_________________

Answer 1

【答案】2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l） ΔH=-1452.8 kJ·mol－1 946 N2（g）+O2（g）=2NO（g） ΔH=+180 kJ·mol－1 ΔH=+226.7 kJ·mol－1 450℃時，2molSO2氣體與1molO2氣體在催化劑作用下完全反應(yīng)，生成2mol SO3氣體時，放出190kJ能量 S（s）+O2（g）=SO2（g） ΔH=-298kJ·mol－1

【解析】

本題主要考查化學(xué)反應(yīng)中能量變化、熱化學(xué)方程式的含義與書寫、蓋斯定律的應(yīng)用等。（1）5g甲醇-113.5 kJ·mol－1，64g甲醇-1452.8 kJ·mol－1，由此可寫出熱化學(xué)方程式；（2）因氮原子半徑大于氧原子半徑，由此可知，N≡N鍵的鍵能為946 kJ·mol－1，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)斷鍵所吸收的能量與形成化學(xué)鍵所釋放的能量可求出反應(yīng)熱并寫出熱化學(xué)方程式；（3）

由石墨和氫氣反應(yīng)生成乙炔的反應(yīng)方程式為：2 C(石墨)+ H2= C2H2，故可利用（①4+②-③）/2可求出生成1 mol C2H2(g)反應(yīng)的焓變；（4）單質(zhì)硫16 g燃燒放熱為149 kJ，由此可知1mol單質(zhì)硫完全燃燒放熱為298 kJ，由此可寫出硫燃燒的熱化學(xué)方程式。

（1）5g甲醇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113.5 kJ的熱量，則64g甲醇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113.5 =1452.8kJ的熱量，故甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式為：2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l） ΔH=-1452.8 kJ·mol－1

（2）由上述分析可知，N≡N鍵的鍵能為946 kJ·mol－1，由圖可知，1molN2和1molO2發(fā)生反應(yīng)時，化學(xué)鍵斷裂吸收能量為（946+498）kJ=1444 kJ，生成2molNO時，放出能量為1264 kJ，故N2(g)和O2(g)生成NO(g)的熱化學(xué)方程式為：N2（g）+O2（g）=2NO（g） ΔH=+180 kJ·mol－1

（3）由上述分析并結(jié)合蓋斯定律可知，298 K時由C(石墨，s)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反應(yīng)的焓變ΔH= kJ·mol－1=+226.7 kJ·mol－1

（4）接觸法制硫酸工藝中，其主反應(yīng)在450 ℃并有催化劑存在下進行：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－190 kJ·mol－1。該熱化學(xué)方程式的意義為：450℃時，2molSO2氣體與1molO2氣體在催化劑作用下完全反應(yīng)，生成2mol SO3氣體時，放出190kJ能量；16g單質(zhì)硫燃燒放熱為149 kJ，由此可知1mol單質(zhì)硫完全燃燒放熱為298 kJ，故硫燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：S（s）+O2（g）=SO2（g） ΔH=-298kJ·mol－1