Question

（1）化學反應可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程．化學鍵的鍵能是形成（或拆開）1mol化學鍵時釋放（或吸收）的能量．已知：N≡N鍵的鍵能是948.9kJ/mol，H-H鍵的鍵能是436.0kJ/mol；由N₂和H₂合成1mol NH₃時可放出46.2kJ的熱量．則N-H鍵的鍵能是

391.6KJ

．
（2）蓋斯定律在生產和科學研究中有很重要的意義．有些反應的反應熱雖然無法直接測得，但可通過間接的方法測定．現根據下列3個熱化學方程式：
Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-24.8kJ/mol      ①
3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H=-47.2kJ/mol    ②
Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）△H=+640.5kJ/mol      ③
寫出CO氣體還原FeO固體得到Fe固體和CO₂氣體的熱化學方程式

CO（g）+FeO（s）=CO₂（g）+Fe（s）；△H=-218.0kJ/mol

．
（3）已知兩個熱化學方程式：
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ/mol
現有炭粉和H₂組成的懸浮氣共0.2mol，使其在O₂中完全燃燒，共放出63.53kJ的熱量，則炭粉與H₂的物質的量之比是

1：1

．

Answer 1

分析：（1）根據斷裂舊鍵要吸熱，形成新鍵要放熱，反應熱等于反應物的總鍵能減去生成物的總鍵能計算；
（2）利用蓋斯定律計算反應熱，并以此書寫熱化學方程式；
（3）根據物質的量與反應放出的熱量成正比，利用熱化學反應方程式計算C、H₂燃燒放出的熱量，以此來計算．

解答：解：（1）N₂和H₂合成NH₃的方程式為：N₂+3H₂?2NH₃，由N₂和H₂合成1molNH₃時可放出46.2kJ的熱量，則生成2mol放出的熱量為2×46.2kJ=92.4kJ，
1molN₂和3molH₂反應斷裂化學鍵需要吸收的能量為：1mol×948.9kJ?mol^-1+3×436.0kJ?mol^-1=2256.9kJ，
N-H鍵的鍵能為x，形成2molNH₃需要形成6molN-H鍵，則形成6molN-H鍵放出的能量為6x，
則6mol×x-2256.9kJ=92.4kJ，x=391.6kJ/mol，
故答案為：391.6kJ/mol；
（2）已知：①Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-24.8kJ?mol^-1
②3Fe₂O₃（s）+CO（g）═2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H=-47.2kJ?mol^-1
③Fe₃O₄（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO₂（g）△H=+640.5kJ?mol^-1
CO氣體還原FeO固體得到Fe固體和CO₂氣體的方程式為：CO+FeO=CO₂+Fe，
則利用蓋斯定律，將

3×①-②-2×③

6

，
可得：CO（g）+FeO（s）=CO₂（g）+Fe（s）；
△H=

3×(-24.8)-(-47.2)-2×640.5

6

=-218.0kJ/mol，
所以，該反應的熱化學方程式為：CO（g）+FeO（s）=CO₂（g）+Fe（s）；△H=-218.0kJ/mol．
故答案為：CO（g）+FeO（s）=CO₂（g）+Fe（s）；△H=-218.0kJ/mol；
（3）解：設碳粉xmol，則氫氣為（0.2-x）mol，則
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
1                           393.5kJ
x                            393.5xkJ
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ/mol
  2                            483.6kJ
（0.2-x）mol                    241.8（0.2-x）kJ
所以393.5xkJ+241.8（0.2-x）kJ=63.53kJ，
解得x=0.1mol，
則炭粉與H₂的物質的量之比為0.1mol：0.1mol=1：1，故答案為：1：1．

點評：本題考查學生蓋斯定律的應用知識，注意知識的遷移和應用是解題的關鍵，難度不大．