Question

【題目】（1）已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)＋O2(g)　ΔH＝＋140 kJ·mol－1　①

2C(s)＋O2(g)=2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol－1　②

寫出TiO2和焦炭、氯氣反應生成TiCl4和CO氣體的熱化學方程式：_____________

（2）在25℃、101kPa下，一定質量的無水乙醇完全燃燒時放出熱量Q kJ，其燃燒生成的CO2用過量飽和石灰水吸收可得100g CaCO3沉淀，則乙醇燃燒的熱化學方程式為____________________________。

（3）近年來，研究人員提出利用含硫物質熱化學循環實現太陽能的轉化與存儲。過程如下：

反應Ⅰ：2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol－1

反應Ⅲ：S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=－297 kJ·mol－1

反應Ⅱ的熱化學方程式：______________________________________________。

（4）向足量H2SO4溶液中加入100mL 0.4mol·L－1Ba(OH)2溶液，放出的熱量是5.12kJ。如果向足量Ba(OH)2溶液中加入100mL 0.4mol·L－1鹽酸時，放出的熱量為2.2kJ。則Na2SO4溶液與BaCl2溶液反應的熱化學方程式為_____________________________。

Answer 1

【答案】TiO2(s)＋2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g) ΔH＝-81kJ·mol－1 C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2Q kJ/mol 3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s) ΔH= -254kJ·mol－1. Ba2+(aq)＋SO42- (aq)=BaSO4(s) ΔH＝－18kJ·mol－1

【解析】

(1)①TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(l)+O2(g)△H=+140kJmol1

②2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=221kJmol1

依據蓋斯定律①+②得到：TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)═TiCl4(l)+2CO(g)△H=81kJmol1；

故答案為：TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)═TiCl4(l)+2CO(g)△H=81kJmol1；

（2）根據 C 原子守恒有 ： C 2 H 5 OH ～ 2CO 2 ～ 2CaCO 3 。生成 100 g CaCO 3 沉淀，則乙醇為0.5 mol ，即0.5mol 乙醇燃燒放出的熱量為Q kJ，因此乙醇燃燒的熱化學方程式為：C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2Q kJmol1；

答案為：C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2Q kJmol1；

（3）由題圖可知，反應Ⅱ的化學方程式為3SO2＋2H2O=2H2SO4＋S↓。根據蓋斯定律，反應Ⅱ＝－(反應Ⅰ＋反應Ⅲ)可得：3SO2(g)＋2H2O(g)=2H2SO4(l)＋S(s)　ΔH2＝－254kJ·mol－1；

答案：3SO2(g)＋2H2O(g)=2H2SO4(l)＋S(s)ΔH2＝－254kJ·mol-1；

100mL 0.4mol·L-1 Ba(OH)2的物質的量為0.04mol，向H2SO4溶液中加入100mL 0.4mol·L-1 Ba(OH)2溶液反應涉及的離子方程式有Ba2+(aq)+SO42 (aq)=BaSO4(s)，H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)，100mL 0.4mol·L-1 HCl的物質的量為0.04mol，向足量Ba(OH)2溶液中加入100mL 0.4mol·L-1 HCl溶液時涉及的離子方程式為H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)，根據放出的熱量為2.2kJ，可知H+(aq)+OH-(aq)=H20(l) △H==-55kJ·mol-1，設Ba2+(aq)+SO42 (aq)=BaSO4(s) △H=-QkJ·mol-1，

則0.04Q kJmol1+0.08mol×55kJ·mol-1=5.12kJ，解之得Q=18，

所以Na2SO4溶液與BaCl2溶液反應的熱化學方程式為Ba2+(aq)+SO24(aq)=BaSO4(s) △H=-18kJ·mol-1；

答案為：Ba2+(aq)＋SO42- (aq)=BaSO4(s) ΔH＝－18kJ·mol-1。