Question

為了合理利用化學能，確保安全生產，化工設計需要充分考慮化學反應的焓變，并采取相應措施．化學反應的焓變通常用實驗進行測定，也可進行理論推算．
（1）25℃、101k Pa時，強酸與強堿的稀溶液發生中和反應的中和熱為△H=-57.3kJ/mol，則稀硫酸與氫氧化鉀溶液反應的熱化學方程式為

KOH（aq）+

1

2

H₂SO₄（aq）=

1

2

K₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ?mol^-1

．
（2）實驗測得 5g甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳氣體和液態水時釋放出113.5kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學方程式

2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/mol

．
（3）由氣態基態原子形成1mol化學鍵釋放的最低能量叫鍵能．從化學鍵的角度分析，化學反應的過程就是反應物的化學鍵的破壞和生成物的化學鍵的形成過程．在化學反應過程中，拆開化學鍵需要消耗能量，形成化學鍵又會釋放能量．

化學鍵	H-H	N-H	N≡N
鍵能/kJ?mol-1	436	391	945

已知反應N₂+3H₂?2NH₃△H=x kJ?mol^-1．試根據表中所列鍵能數據估算x的數值為

-93

．
（4）依據蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學反應的焓變進行推算．
已知：C（s，石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=akJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₂=bkJ?mol^-1
2C₂H₂（g）+5O₂（g）=4CO₂（g）+2H₂O（l）△H₃=ckJ?mol^-1
根據蓋斯定律，計算298K時由C（s，石墨）和H₂（g）生成1mol C₂H₂（g）反應的焓變：
△H=

2a+

1

2

b-

1

2

c

 kJ?moD
l^-1．（用含a、b、c的表達式表示）

Answer 1

分析：（1）根據中和熱是強酸與強堿的稀溶液發生中和反應生成1mol水時放出的熱量；
（2）根據熱化學方程式的書寫方法可知，化學計量數與反應熱成正比，并注意標明物質的聚集狀態來解答；
（3）根據反應熱等于反應物的總鍵能-生成物的總鍵能；
（4）根據蓋斯定律計算反應的焓變．

解答：解：（1）稀硫酸與氫氧化鉀溶液反應的熱化學方程式為：KOH（aq）+

1

2

H₂SO₄（aq）=

1

2

K₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ?mol^-1，
故答案為：KOH（aq）+

1

2

H₂SO₄（aq）=

1

2

K₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ?mol^-1；
（2）5gCH₃OH在氧氣中燃燒生成CO₂和液態水，放出113.5kJ熱量，64g即1molCH₃OH在氧氣中燃燒生成CO₂和液態水，放出1452.8kJ熱量，則熱化學方程式為：2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/mol，
故答案為：2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/mol；
（3）N₂+3H₂?2NH₃中的△H=945kJ?mol^-1+436kJ?mol^-1×3-391kJ?mol^-1×6=-93kJ?mol^-1，故答案為：-93；
（4）①C（s，石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=akJ?mol^-1
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₂=bkJ?mol^-1
③2C₂H₂（g）+5O₂（g）=4CO₂（g）+2H₂O（l）△H₃=ckJ?mol^-1
C（s，石墨）和H₂（g）生成1mol C₂H₂（g）的反應可以根據①+②×

1

2

-③×

1

2

得到，
2C（s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g）△H₁=（2a+

1

2

b-

1

2

c） kJ?mol^-1；
故答案為：2a+

1

2

b-

1

2

c．

點評：本題主要考查的熱化學方程式的書寫、反應熱與鍵能的關系以及蓋斯定律的運用，難度中等，根據所學知識即可完成．