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，并采取相應措施．化學反應的焓變通常用實驗進行測定，也可進行理論推算．
（1）實驗測得，5g液態甲醇（CH₃OH）在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳氣體和液態水時釋放出113.5kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學方程式

2CH₃0H（l）+30₂（g）=2C0₂（g）+4H₂0（l）△H=-1452.8kJ?mol^-1

．
（2）由氣態基態原子形成1mol化學鍵釋放的最低能量叫鍵能．從化學鍵的角度分析，化學反應的過程就是反應物的化學鍵的破壞和生成物的化學鍵的形成過程．在化學反應過程中，拆開化學鍵需要消耗能量，形成化學鍵又會釋放能量．

化學鍵

H-H

N-H

N≡N

鍵能/kJ?mol-1

436

391

946

已知反應N₂（g）+3H₂ （g）?2NH₃（g）△H=a kJ?mol^-1．試根據表中所列鍵能數據計算a為

-92

．
（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．
已知：C（s，石墨）+0₂（g）=C0₂（g）；△H₁=-393.5kJ?mol^-1
2H₂（g）+0₂（g）=2H₂0（l）；△H₂=-571.6kJ?mol^-1
2C₂H₂（g）+50₂（g）=4C0₂（g）+2H₂0（l）；△H₃=-2599kJ?mol^-1
根據蓋斯定律，計算298K時反應2C（s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g）的焓變：△H=

+226.7kJ?mol^-1

．
（4）已知熱化學方程式：
①Fe₂O₃（s）+3CO（s）=2Fe（s）+3CO₂（g）；△H=-25kJ/mol
②3Fe₂O₃（s）+CO（s）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）；△H=-47kJ/mol
③Fe₃O₄（s）+CO（s）=4FeO（s）+CO₂（g）；△H=+19kJ/mol
寫出FeO（s）被CO還原成Fe和CO₂的熱化學方程式

FeO（s）+CO（s）=Fe（s）+C0₂（g）△H=-11kJ/mol

．

Answer 1

分析：（1）根據熱化學方程式的書寫方法可知，化學計量數與反應熱成正比，并注意標明物質的聚集狀態來解答；
（2）依據反應過程中反應焓變=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和計算；
（3）依據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式；
（4）依據蓋斯定律結合熱化學方程式計算得到．

解答：解：（1）5gCH₃OH在氧氣中燃燒生成CO₂和液態水，放出113.5kJ熱量，64g即1molCH₃OH在氧氣中燃燒生成CO₂和液態水，放出1452.8kJ熱量，
則熱化學方程式為：2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/mol，
故答案為：2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/mol；
（2）N₂（g）+3H₂ （g）?2NH₃（g）△H=a kJ?mol^-1，反應焓變=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和，a=946KJ+3×436KJ-6×391KJ=-92KJ/mol，
故答案為：-92；
（3）①C（s，石墨）+0₂（g）=C0₂（g）；△H₁=-393.5kJ?mol^-1
②2H₂（g）+0₂（g）=2H₂0（l）；△H₂=-571.6kJ?mol^-1
③2C₂H₂（g）+50₂（g）=4C0₂（g）+2H₂0（l）；△H₃=-2599kJ?mol^-1
根據蓋斯定律，①×4+②-③計算298K時反應的熱化學方程式為：4C（s，石墨）+2H₂（g）=2C₂H₂（g）△H=+453.4KJ/mol；
即熱化學方程式為：2C（s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g）△H=+226.7KJ/mol，
故答案為：+226.7KJ/mol；
（4）①Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）；△H=-25kJ/mol
②3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）；△H=-47kJ/mol
③Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）；△H=+19kJ/mol
依據蓋斯定律①×3-（③×2+②）得到：
6CO（g）+6FeO（s）=6Fe（g）+6CO₂（g）△H=-66KJ/mol；
得到熱化學方程式為：CO（g）+FeO（s）=Fe（g）+CO₂（g）△H=-11KJ/mol，
故答案為：CO（g）+FeO（s）=Fe（g）+CO₂（g）△H=-11KJ/mol．

點評：本題考查了熱化學方程式的書寫方法和蓋斯定律的計算應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．