Question

1．热化学方程式及盖斯定律应用较广，根据下列信息完成下列各题：
（1）在298K、100kPa时，已知：2H₂O（g）=O₂（g）+2H₂（g）△H₁
Cl₂（g）+H₂（g）=2HCl（g）△H₂
2Cl₂（g）+2H₂O（g）=4HCl（g）+O₂（g）△H₃
则△H₃与△H₁和△H₂间的关系为△H₁=△H₃-2△H₂．
（2）根据下列反应的能量变化示意图（图1），2C（s）+O₂（g）?2CO（g）△H=-221.0kJ/mol．
（3）N₂H₄是一种高效清洁的火箭燃料．0.25mol N₂H₄（g）完全燃烧生成的氮气和气态水时，放出133.5kJ热量，则N₂H₄燃烧的热化学方程式是N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534 kJ/mol．
（4）已知1g氢气完全燃烧生成气态水时放出热量143kJ，根据下列相关数据，则表中x为199．

	O═O	H-H	H-O（g）
1mol化学键断裂时需要吸收的能量/kJ	496	436		x

（5）科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂．下列有关水分解过程的能量变化示意图（图2）正确的是B

（6）已知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6KJ•mol^-1 ，CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890KJ•mol^-1，现有H₂与CH₄的混合气体112L（标准状况），使其完全燃烧生成CO₂和H₂O（l），若实验测得反应放热3695KJ，则原混合气体中H₂与CH₄的物质的量之比约为1：3．
（7）已知测定中和热的实验装置如图3所示．稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热△H=-57.3kJ/mol，若用同浓度稀醋酸溶液代替上述硫酸测定中和热，所得数据△H偏大．（填“偏大”或“偏小”或“不变”）

Answer 1

分析 （1）结合热化学方程式和盖斯定律计算；
（2）图象中厚板和物质变化写出对应反应的热化学方程式，结合盖斯定律计算2C（s）+O₂（g）?2CO（g）的△H；
（3）0.25mol N₂H₄（g）完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ热量，则1mol N₂H₄（g）完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ×4=534kJ的热量，据此书写热化学方程式；
（4）1g氢气完全燃烧生成气态水时放出热量143kJ，故2mol氢气燃烧生成2mol气态水时放出热量为$\frac{2mol×2g/mol}{1g}$×143kJ=572kJ，反应物的总键能-生成物的总键能=反应热，据此计算；
（5）水的分解为吸热反应，反应物的总能量小于生成物的总能量，反应中加入催化剂会降低活化能，改变反应的速率，但反应热不改变；
（6）H₂与CH₄的混合气体112L，n=$\frac{112L}{22.4L/mol}$=5mol，设H₂与CH₄的物质的量分别为x、y，代入热化学反应方程式中计算热量即可解答；
（7）醋酸是弱酸，电离过程需要吸热．

解答 解：（1）①2H₂O（g）=O₂（g）+2H₂（g）△H₁
②Cl₂（g）+H₂（g）=2HCl（g）△H₂
③2Cl₂（g）+2H₂O（g）=4HCl（g）+O₂（g）△H₃
盖斯定律计算③-2×②得到①的热化学方程式，则△H₃与△H₁和△H₂间的关系为：△H₁=△H₃-2△H₂，
故答案为：△H₁=△H₃-2△H₂；
（2）①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5KJ/mol，
②C（s）+CO₂（g）=2CO（g）△H=+172.5KJ/mol，
盖斯定律计算①+②得到：2C（s）+O₂（g）?2CO（g）△H=-221.0kJ/mol，
故答案为：-221.0kJ/mol；
（3）0.25mol N₂H₄（g）完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ热量，则1mol N₂H₄（g）完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ×4=534kJ的热量，热化学方程式为：N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534 kJ/mol，
故答案为：N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534 kJ/mol；
（4）1g氢气完全燃烧生成气态水时放出热量143kJ，故2mol氢气燃烧生成2mol气态水时放出热量为$\frac{2mol×2g/mol}{1g}$×143kJ=572kJ，故2mol氢气燃烧生成2mol气态水时放出热量为572kJ，故热化学方程式为2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-572kJ/mol，所以2×436kJ/mol+496kJ/mol-4xkJ/mol=-572kJ/mol，解得x=199，
故答案为：199；
（5）A、水的分解为吸热反应，反应物的总能量小于生成物的总能量，与图不符，故A错；
B、加入催化剂反应热不变，并且图象符合反应物的总能量小于生成物的总能量，故B正确；
C、化学反应一定伴随着能量变化，反应物的总能量与生成物的总能量不相等，故C错；
D、加入催化剂降低反应的活化能，图象不符合，故D错．
故答案为：B；
（6）H₂与CH₄的混合气体112L，n=$\frac{112L}{22.4L/mol}$=5mol，设H₂与CH₄的物质的量分别为x、y，
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1，
  2                                                      571.6kJ
 x                                                         285.8x
CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890kJ•mol^-1，
 1                                                                         890kJ
 y                                                                        890ykJ
解得x=1.25mol，y=3.75mol，
原混合气体中H₂与CH₄的物质的量之比是1.25mol：3.75mol=1：3，
故答案为：1：3
（7）醋酸是弱酸，电离过程需要吸热，所以测得的中和热数值会偏小，焓变为负值，则所得数据△H偏大，故答案为：偏大．

点评 本题考查了热化学方程式、反应键能和焓变的计算关系、热化学方程式定量计算等知识点，掌握基础是解题关键，题目难度中等．