Question

(12分)寫出下列反應的熱化學方程式。

（1）用H₂O₂和H₂SO₄的混合溶液可溶出印刷電路板金屬粉末中的銅。已知：

Cu（s）+2H⁺（aq）=Cu²⁺（aq）+H₂（g）  ΔH=+64.39kJ/mol

2H₂O₂（l）=2H₂O（l）+O₂（g）   ΔH=－196.46kJ/mol

H₂（g）+1/2 O₂（g）=H₂O（l）    ΔH=－285.84kJ/mol

 在H₂SO₄溶液中Cu與H₂O₂反應生成Cu²⁺和H₂O的熱化學方程式為              。

（2）在298K下，C、Al的單質各1mol完全燃燒，分別放出熱量aKJ和bKJ。又知一定條件下，Al能將C從CO₂置換出來，寫出此置換反應的熱化學方程式                 

（3）25℃，1.01×105Pa下，1g 硫粉在氧氣中充分燃燒放出 9.36kJ熱量，寫出表示硫燃燒熱的熱化學方程式                                   

 

Answer 1

【答案】

(1) Cu(s)+H₂O₂ (l)+2H^＋(aq)=Cu^2＋(aq)+2H₂O(l)  △H= —319.68kJ.mol^-1

(2) 4Al（s）+ 3CO₂（g）=3C（s）+ 2Al₂O₃（s），△H= (3a-4b)kJ/mol

    (3)S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H= —299.52kJ/mol （每個方程式各3分）

【解析】考查熱化學方程式的書寫。熱化學方程式是表示化學反應與反應熱關系的方程式。書寫和應用熱化學方程式時必須注意以下幾點：

　　①明確寫出反應的計量方程式，各物質化學式前的化學計量系數可以是整數，也可以是分數。

　　②各物質化學式右側用圓括弧（）表明物質的聚集狀態(tài)。可以用g、l、s分別代表氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)。固體有不同晶態(tài)時，還需將晶態(tài)注明，例如S（斜方），S（單斜），C（石墨），C（金剛石）等。溶液中的反應物質，則須注明其濃度，以aq代表水溶液，(aq) 代表無限稀釋水溶液。

　　③反應熱與反應方程式相互對應。若反應式的書寫形式不同，則相應的化學計量系數不同，故反應熱亦不同。　

④熱化學方程式必須標明反應的濃度、溫度和壓力等條件，若在常溫常壓時可省略。

（1）根據蓋斯定律可知，①＋②÷2＋③即得到Cu(s)+H₂O₂ (l)+2H^＋(aq)=Cu^2＋(aq)+2H₂O(l)，所以該反應的反應熱△H=+64.39kJ/mol－196.46kJ/mol÷2－285.84kJ/mol＝－319.68kJ/mol。

（2）C、Al的單質各1mol完全燃燒，分別放出熱量aKJ和bKJ，所以有反應①C(s)＋O₂（g）＝CO₂（g） △H＝－akJ/mol和反應②Al（s）+ 3/2O₂（g）=1/2Al₂O₃（s） △H=－bkJ/mol。根據蓋斯定律可知，②×4－①×3即得到4Al（s）+ 3CO₂（g）=3C（s）+ 2Al₂O₃（s），所以該反應的反應熱△H= (3a-4b)kJ/mol。

（3）燃燒熱是在一定條件下，1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量。因此根據已知條件可知，1mol硫燃燒放出的熱量是 9.36kJ×32＝299.52kJ，所以硫燃燒熱的熱化學方程式S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H= —299.52kJ/mol。