Question

（7分）．化学反应中的能量变化，是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同所致。下图为N₂(g)和O₂(g)生成NO(g)过程中的能量变化。

(1)人们通常把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，则N≡N的键能为________kJ·mol^－1，由上图写出N₂(g)和O₂(g)生成NO(g)的热化学反应方程式________。

(2)1840年，俄国化学家盖斯在分析了许多化学反应热效应的基础上，总结出一条规律：“一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同的。”这个规律被称为盖斯定律。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可以利用盖斯定律间接计算求得。

①根据下列反应的热化学反应式，计算由C(石墨)和H₂(g)反应生成1molC₂H₂(g)的ΔH。

C(石墨)＋O₂(g)===CO₂(g)ΔH₁＝－393.5kJ·mol^－1

2H₂(g)＋O₂(g)===2H₂O(l)ΔH₂＝－571.6kJ·mol^－1

2C₂H₂(g)＋5O₂(g)===4CO₂(g)＋2H₂O(l)ΔH₃＝－2599.2kJ·mol^－1，

则由C(石墨)和H₂(g)反应生成1molC₂H₂(g)的ΔH＝________kJ·mol^－1。

②已知3.6g碳在6.4g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出XkJ热量。已知单质碳的燃烧热为YkJ·mol^－1，则1molC与O₂反应生成CO的反应热ΔH为________。

 

Answer 1

【答案】

 (1)946  N₂(g)＋O₂(g)===2NO(g)ΔH＝＋180kJ·mol^－1

(2)①＋226.8kJ·mol^－1       ②－(5X－0.5Y)kJ·mol^－1

【解析】（1）根据示意图可知，N≡N键的键能为946kJ/mol。反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，因此根据键能可知，该反应的反应热△H＝946kJ/mol＋498kJ/mol－2×632kJ/mol＝＋180kJ/mol，所以该反应的热化学方程式是N₂(g)+O₂(g)＝2NO(g)　ΔH=＋180 kJ·mol^-1。

（2）①根据盖斯定律可知，①×2＋②÷2－③÷2即得到2C(石墨)＋H₂(g)＝C₂H₂(g)，所以该反应的ΔH＝－393.5kJ·mol^－1×2－571.6kJ·mol^－1÷2＋2599.2kJ·mol^－1÷2＝＋226.8kJ·mol^－1。

②3.6g碳是0.3mol，氧气是0.2mol，所以生成CO和CO₂的物质的量分别是0.2mol和0.1mol。根据碳放热燃烧热可知，生成0.1molCO2放出的热量是0.1YkJ，所以生成0.2molCO放出的热量是（X－0.1Y）kJ。则生成1molCO放出的热量是(5X－0.5Y)kJ，所以1molC与O₂反应生成CO的反应热ΔH为－(5X－0.5Y)kJ·mol^－1。