Question

【題目】通常人們把拆開1mol 某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能。鍵能的大小可用于估算化學反應的反應熱(△H)。

化學鍵	Cl－Cl	H—H	H—Cl	N≡N
鍵能/kJ·mol	243	436	431	946

(1)按要求完成填空

a.2HCl(g) ＝ H2(g)＋Cl2(g)；△H=______________________

b.N2 (g)+3H2(g)= 2NH3(g) ΔH=-92kJ/mol，則N—H鍵的鍵能是__________kJ·mol

(2)1 mol NO2和1mol CO反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式__________________________________

(3) 已知在常溫常壓下：

① 2CH3OH(l) ＋ 3O2(g) ＝ 2CO2(g) ＋ 4H2O(g) ΔH1

② 2CO (g)+ O2(g) ＝ 2CO2(g) ΔH2

③ H2O(g) ＝ H2O(l) ΔH3

則CH3OH(l)＋O2(g)=CO(g)+ 2H2O(l)ΔH =__________(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的式子表示)

(4)已知：2Al (s)+ 3/2O2(g)==Al2O3(s) △H=-1644.3 kJ mol-1

2Fe (s) +3/2O2(g)==Fe2O3(s) △H=-815.88kJ mol-1

試寫出鋁粉與氧化鐵粉末發生鋁熱反應的熱化學方程式_______________________。

Answer 1

【答案】△H=+183kJ/mol 391 NO2(g) + CO(g) = CO2(g) + NO(g) △H =-234kJ·mol-1 ΔH1-ΔH2+2ΔH3 2Al (s) + Fe2O3(s) === Al2O3(s) +2Fe (s) △H= -828.42 kJ mol-1

【解析】

(1)a．根據舊鍵斷裂需要吸收能量、新鍵生成需要放出熱量計算出該反應的反應熱；

b．設N-H鍵的鍵能為x，根據化學鍵與化學反應的能量變化的關系計算出氮氫鍵的鍵能；

(2)根據能量變化圖，用生成物的能量減反應物的能量就是該反應熱；

(3)把已知反應方程式通過變化變成所求方程式，并且反應熱進行相應的變化，最后所得能量就是所求反應的反應熱；

(4)把已知反應方程式通過變化變成所求方程式，并且反應熱進行相應的變化，最后所得能量就是所求反應的反應熱。

(1)a．反應2HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)中，斷裂2molH-Cl鍵需要吸收的熱量為：431kJ/mol×2=862kJ/mol，生成1molH-H鍵和1nolCl-Cl放出的熱量為：243kJ/mol+436kJ/mol=679kJ/mol，顯然該反應為吸熱反應，吸收的熱量為：862kJ/mol-679kJ/mol=183kJ/mol，則△H=+183kJ/mol；

b．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92kJ/mol，該反應為放熱反應，說明舊鍵斷裂吸收的熱量大于新鍵生成放出的熱量，設設N-H鍵的鍵能為x，則化學鍵斷裂和形成過程中能量變化為：x×2×3-(946kJ/mol+436kJ/mol×3)=92kJ/mol，解得x=391kJ/mol；

(2)因反應物的物質的量都為1mol，所以其反應物的計量數為1，再根據原子守恒配平方程式；根據圖象知，△H=-(E2-E1)=-(368-134)kJ/mol=-234 kJmol-1，故熱化學方程式為NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234 kJmol-1；

(3)①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H1，②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2，③H2O(g)=H2O(l)△H3，則CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O由①-②+2③得到，所以△H=△H1-△H2+2△H3；

(4)鋁熱反應的反應物是鋁粉與氧化鐵粉末，生成物是鐵和氧化鋁；

2Al(s)+O2(g)═Al2O3(s)△H=-1644.3kJmol-1 ①，2Fe(s)+O2(g)═Fe2O3(s)△H=-815.88kJmol-1 ②；方程式①-②得2Al(s)+Fe2O3(s)Al2O3(s)+2Fe(s)；所以△H=△H(①)-△H(②)=-1644.3kJmol-1-(-815.88kJmol-1)=-828.42kJmol-1，故熱化學方程式為為：2Al(s)+Fe2O3(s)═Al2O3(s)+2Fe(s)△H=-828.42kJmol-1。