Question

【題目】回答下列問題：

（1）已知下列反應：SO2 (g)+2OH–(aq) =SO32–(aq)+H2O(l) ΔH1；

ClO–(aq)+SO32–(aq)=SO42–(aq)+Cl–(aq) ΔH2；

CaSO4(s)=Ca2+(aq)+SO42–(aq) ΔH3。

則反應SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO–(aq)+2OH–(aq)=CaSO4(s)+H2O(l)+Cl–(aq)的ΔH=______________。(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)

（2）合成氣(CO和H2為主的混合氣體)不但是重要的燃料也是重要的化工原料，制備合成氣的方法有多種，用甲烷制備合成氣的反應為：①2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) ΔH1=-72 kJ·mol﹣1；

②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH2=+216 kJ·mol﹣1。現有1 mol由H2O(g)與O2組成的混合氣，且O2的體積分數為x，將此混合氣與足量CH4充分反應。

若x=0.2時，反應①放出的能量為________kJ；

若x=_________時，反應①與②放出（或吸收）的總能量為0。

（3）一定條件，在水溶液中1 mol Cl－和1 mol ClOx(x=1，2，3，4)的能量(kJ)相對大小如圖所示。

①D是________(填離子符號)。

②B→A+C反應的熱化學方程式為_______________(用離子符號表示)。

Answer 1

【答案】（1）ΔH1+ΔH2-ΔH3

（2）14.4；0.75

（3）ClO4–；3ClO–(aq)= ClO3–(aq)+2Cl–(aq) ΔH=-117 kJ/mol

【解析】

試題分析：（1）已知反應：①SO2 (g)+2OH–(aq) =SO32–(aq)+H2O(l) ΔH1

②ClO–(aq)+SO32–(aq)=SO42–(aq)+Cl–(aq)ΔH2

③CaSO4(s)=Ca2+(aq)+SO42–(aq) ΔH3

則根據蓋斯定律可知①＋②－③即可得到

反應SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO–(aq)+2OH–(aq)＝CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl–(aq)

ΔH＝ΔH1+ΔH2-ΔH3。

（2）若x=0.2，有0.8molH2O（g）和0.2molO2（g），0.2mol氧氣反應放熱0.2mol×72kJ/mol=14.4kJ；反應①與②放出（或吸收）的總能量為0時，設水蒸氣物質的量為amol，則氧氣物質的量為（1-a）mol，有216kJ/mol×amol=72kJ/mol×（1-a）mol，解得：a=0.25mol，所以x=（10.25）/1=0.75；

（3）①根據圖象知，D中Cl元素化合價為+7價，所以ClOx-中x為4，則D為ClO4-；

②B→A+C，根據轉移電子守恒得該反應方程式為3ClO–(aq)= ClO3–(aq)+2Cl–(aq)，反應熱=（63kJ/mol+2×0kJ/mol）-3×60kJ/mol=-117kJ/mol，所以該熱化學反應方程式為：3ClO–(aq)= ClO3–(aq)+2Cl–(aq)△H=-117kJ/mol。