Question

【題目】(1)下圖是N2(g)和H2(g)反應生成1 mol NH3(g)過程中能量的變化示意圖，請寫出N2和H2反應的熱化學方程式：_________________________

(2)在25 ℃、101 kPa下，一定質量的無水乙醇完全燃燒時放出熱量Q kJ，其燃燒生成的CO2用過量飽和石灰水吸收可得50 g CaCO3沉淀，請寫出表示乙醇燃燒熱的熱化學方程式為________________________________

(3)中和熱測定的實驗中，用到的玻璃儀器有燒杯、溫度計、________、量筒。由甲、乙兩人組成的實驗小組，在同樣的實驗條件下，用同樣的實驗儀器和方法進行兩組測定中和熱的實驗，實驗試劑及其用量如下表所示。

反應物	起始溫度t1/℃	終了溫度t2/℃	中和熱/kJ·mol－1
A．1.0 mol/L HCl溶液50 mL、1.1 mol/L NaOH溶液50 mL	13.0		ΔH1
B．1.0 mol/L HCl溶液50 mL、1.1 mol/L NH3·H2O溶液50 mL	13.0		ΔH2

①甲在實驗之前預計ΔH1＝ΔH2,他的根據是A、B中酸與堿的元數、物質的量濃度、溶液體積都相同;而乙在實驗之前預計ΔH1≠ΔH2，他的根據是 _________________________。

②實驗測得的溫度是：A的起始溫度為13.0 ℃、終了溫度為19.8 ℃．設充分反應后溶液的比熱容c＝4.184 J/(g·℃)，忽略實驗儀器的比熱容及溶液體積的變化，根據實驗結果寫出NaOH溶液與HCl溶液反應的熱化學反應方程式：_______________________________。

Answer 1

【答案】N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　 ΔH＝－92 kJ·mol－1　 C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－4Q kJ·mol－1 環形玻璃攪拌棒 NaOH是強堿，NH3·H2O是弱堿，弱堿電離吸熱 NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－56.9 kJ/mol

【解析】

（1）根據題中圖示寫出N2和H2反應的熱化學方程式；

（2）利用生成的CO2用過量飽和石灰水完全吸收，可得50gCaCO3沉淀可計算出二氧化碳的物質的量，即得出二氧化碳的物質的量與放出的熱量的關系，再利用完全燃燒1摩爾無水乙醇生成2摩爾二氧化碳來分析放出的熱量，進而書寫熱化學方程式；

（3）①乙認為NaOH是強堿，NH3·H2O是弱堿，弱堿電離吸熱，所以熱效應不同；

②根據ΔH＝－mc(t2－t1)/n(H2O)計算。

根據圖示，N2(g)和H2(g)反應生成1molNH3(g)的反應熱為E1-E2=254-300=-46kJ/mol，所以N2和H2反應的熱化學方程式為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=－92kJ/mol，故答案為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=－92kJ/mol。

（2）因生成的CO2用過量飽和石灰水完全吸收，可得50gCaCO3沉淀，CaCO3的物質的量是0.5mol，由碳元素守恒可知，二氧化碳的物質的量也為0.5mol，即生成1mol二氧化碳放出的熱量為2Q，而完全燃燒1摩爾無水乙醇時生成2mol二氧化碳，則放出的熱量為2Q×2=4Q，熱化學方程式為：C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）△H=-4QkJ/mol，

故答案為：C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）△H=-4QkJ/mol。

（3）中和熱測定實驗中用到的玻璃儀器有燒杯、量筒、溫度計、環形玻璃攪拌棒，故答案為：環形玻璃攪拌棒。

①甲認為A、B中酸與堿的元數、物質的量濃度、溶液體積都相同，則反應的熱效應也相同；而乙認為NaOH是強堿，NH3·H2O是弱堿，弱堿電離吸熱，所以熱效應不同，故答案為：NaOH是強堿，NH3·H2O是弱堿，弱堿電離吸熱。

②根據ΔH＝－mc(t2－t1)/n(H2O)計算，其中n(H2O)＝0.050 mol，ΔH＝－mc(t2－t1)/n(H2O)=-4.184×100×（19.8-13.0）/1×0.05≈－56.9kJ/mol，所以NaOH溶液與HCl溶液反應的熱化學反應方程式為：NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－56.9kJ/mol，故答案為：NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－56.9kJ/mol。