Question

(1)已知下列兩個熱化學方程式：
C₃H₈(g)+5O₂(g) =3CO₂(g)+4H₂O(l) ΔH=－2220.0 kJ·mol^-1
H₂O（l）=H₂O（g） ΔH="+44.0" kJ·mol^-1
則0.5mol丙烷燃燒生成CO₂和氣態(tài)水時釋放的熱量為             。
(2)已知：TiO₂(s)＋2Cl₂(g)=TiCl₄(l)＋O₂(g)  ΔH＝＋140 kJ·mol^－1
2C(s)＋O₂(g)="2CO(g)" ΔH＝－221 kJ·mol^－1
寫出TiO₂和焦炭、氯氣反應生成TiCl₄和CO氣體的熱化學方程式：            。
(3)科學家已獲得了極具理論研究意義的N₄分子，其結構為正四面體（如圖所示），與白磷分子相似。已知斷裂1molN—N鍵吸收193kJ熱量，斷裂1molNN鍵吸收941kJ熱量，則1molN₄氣體轉化為2molN₂時要放出              kJ能量。

（4）阿波羅宇宙飛船上使用的是氫氧燃料電池，其電池總反應為：2H₂+O₂＝2H₂O，電解質溶液為稀H₂SO₄溶液，電池放電時是將     能轉化為     能。其電極反應式分別為：負極                ，正極                   。

Answer 1

（1） 1022kJ （2） TiO₂(s)＋2Cl₂(g) +2C(s) ===TiCl₄(l)+ 2CO(g)  ΔH＝-81 kJ·mol^－
（3） 724kJ  （4）化學能    電能      2H₂-4e^-=4H⁺        O₂+4e^-+4H⁺= 2H₂O

試題分析：（1）已知①C₃H₈(g)+5O₂(g)＝3CO₂(g)+4H₂O(l) ΔH=－2220.0 kJ·mol^-1，②H₂O（l）＝H₂O（g） ΔH="+44.0" kJ·mol^-1，則根據(jù)蓋斯定律可知①+②×4即得到C₃H₈(g)+5O₂(g)＝3CO₂(g)+4H₂O(g) ΔH=－2044kJ·mol^-1，則0.5mol丙烷燃燒生成CO₂和氣態(tài)水時釋放的熱量為2044kJ·mol^-1×0.5mol＝1022kJ。
（2）已知：③TiO₂(s)＋2Cl₂(g)＝TiCl₄(l)＋O₂(g)  ΔH＝＋140 kJ·mol^－1，④2C(s)＋O₂(g)＝2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol^－1，則根據(jù)蓋斯定律可知③+④即得到TiO₂和焦炭、氯氣反應生成TiCl₄和CO氣體的熱化學方程式為TiO₂(s)＋2Cl₂(g) +2C(s) ===TiCl₄(l)+ 2CO(g)  ΔH＝-81 kJ·mol^－。
（3）在N₄=2N₂反應中，根據(jù)反應熱等于反應物總鍵能減去生成物總鍵能可知，1molN₄氣體轉化為N₂的吸收或放出的熱量為：6×193kJ-2×941kJ＝－724kJ，即該反應放出724kJ熱量。
（4）該電池屬于原電池，是將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置，該反應中氫氣失電子被氧化，氫氣失電子生成氫離子，所以電極反應式為2H₂-4e^-═4H⁺，氧氣得電子被還原，氧氣得電子和溶液中的氫離子生成水，所以電極反應式為O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O。