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，并采取相應的措施。化學反應的焓變一般通過實驗進行測定，也可進行理論推算。
（1）實驗測得，0.3mol氣態高能燃料乙硼烷（B₂H₆）在氧氣中燃燒，生成固態三氧化二硼和液態水，放出649.5kJ熱量。寫出上述燃燒反應的熱化學方程式                 。標準狀況下11.2L乙硼烷完全燃燒生成液態水時放出的熱量是        kJ。
（2）在化學反應過程中，拆開化學鍵需要吸收能量，形成化學鍵又會釋放能量。已知拆開1mol氫氣中的化學鍵需要消耗436kJ能量，拆開1mol氧氣中的化學鍵需要消耗496kJ能量，形成水蒸氣中的1mol H-O鍵能夠釋放463kJ能量。試說明反應2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)中的能量變化。

a=     ，b=      。又知1mol液態水轉化成氣態水吸收44 kJ能量，則氫氣完全燃燒生成液態水時的熱化學方程式為                              。
（3）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。實驗中不能直接測出由石墨和氫氣生成甲烷反應的反應熱，但可測出CH₄、石墨和H₂燃燒熱分別如下：
①CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O   ΔH₁=－890.3 kJ?mol^-1
②C(石墨)+O₂(g)= CO₂(g)   ΔH₂= —393.5 kJ?mol^-1
③H₂(g)+O₂(g)=H₂O(l)     ΔH₃= ─285.8 kJ?mol^-1
④C(石墨)+2H₂(g)= CH₄(g)  ΔH₄
試根據蓋斯定律求出石墨生成甲烷的反應熱ΔH₄=             。

Answer 1

（12分）（1）  B₂H₆(g)+3O₂(g)＝B₂O₃(s)+3H₂O(l)  ΔH₃＝－2165 kJ?mol^-1    1082.5  kJ。
（2）a＝1368 ，b＝1852 。  2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(l) ΔH＝－572 kJ?mol^-1 。
（3）ΔH₄＝－74.8 kJ?mol^-1

試題分析：（1）0.3mol氣態高能燃料乙硼烷（B₂H₆）在氧氣中燃燒，生成固態三氧化二硼和液態水，放出649.5kJ熱量，所以1mol乙硼烷完全燃燒放出的能量是，則該反應的熱化學方程式是B₂H₆(g)+3O₂(g)＝B₂O₃(s)+3H₂O(l)  ΔH₃＝－2165 kJ?mol^-1。標準狀況下11.2L乙硼烷的物質的量是0.5mol，放出的熱量是2165 kJ?mol^-1×0.5mol＝1082.5kJ。
（2）拆開1mol氫氣中的化學鍵需要消耗436kJ能量，拆開1mol氧氣中的化學鍵需要消耗496kJ能量，則a＝436kJ×2＋496kJ＝1368。形成水蒸氣中的1mol H-O鍵能夠釋放463kJ能量，則b＝2×2×463kJ＝1852kJ，所以c＝1368－1852＝484。1mol液態水轉化成氣態水吸收44 kJ能量，則生成2mol液態水轉化成氣態水吸收88kJ能量，所以氫氣完全燃燒生成液態水時的熱化學方程式為2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(l) ΔH＝－（484＋88）＝572 kJ?mol^-1。
（3）根據蓋斯定律可知，③×2＋②－①即得到反應C(石墨)+2H₂(g)＝CH₄(g) ，所以該反應的反應熱ΔH₄
＝－285.8 kJ/mol×2－393.5 kJ/mol＋890.3 kJ/mol＝－74.8 kJ/mol。
點評：該題是中等難度試題的考查，主要是考查學生對熱化學方程式書寫以及反應熱計算的熟悉了解程度，旨在鞏固學生的基礎，提高學生的應試能力，有利于調動學生的學習興趣和學習積極性。