Question

19．到目前为止，由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用的最主要的能源．
（1）在25℃、101kPa下，8g的甲醇（CH₃OH）完全燃烧生成CO₂和液态水时放出176kJ的热量，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-704KJ/mol．
（2）化学反应中放出的热能（焓变，△H）与反应物和生成物的键能（E）有关．
  已知：H₂ （g）+Cl₂ （g）═2HCl （g）△H=-185kJ/mol[来源
  E（H-H）=436kJ/mol          E（Cl-Cl）=243kJ/mol
则E（H-Cl）=432kJ/mol
（3）已知某反应A（g）+B（g）?C （g）+D（g），过程中的能量变化如图所示．
则该反应是吸热反应（填“吸热”或“放热”），若在反应体系中加入催化剂使逆反应速率增大，则△H的变化是：不变（填“增大”“减小”或“不变”）．
（4）已知下列热化学方程式
Fe₂O₃（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO₂（g）△H₁=-25kJ•mol^-1①
3Fe₂O₃（s）+CO（g）═2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H₂=-47kJ•mol^-1 ②
Fe₃O₄（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO₂（g）△H₃=+19kJ•mol^-1③
写出FeO（s）被CO还原成Fe和CO₂的热化学方程式：FeO（s）+CO（g）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-11kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量；在25℃、101kPa下，8g甲醇（CH₃OH）燃烧生成CO₂和液态水时放热176kJ，32g甲醇燃烧生成CO₂和液态水时放热176kJ×$\frac{32}{8}$=704kJ，1mol甲醇质量为32克，所以完全燃烧1mol甲醇生成二氧化碳和液态水放热704KJ，根据燃烧热的概念分析即可解答；
（2）反应热=反应物总键能-生成物总键能，据此计算；
（3）分析图象中物质能量变化可知AB反应物能量低于生成物CD，反应是吸热反应；催化剂改变反应速率，不改变化学平衡，反应热不变；
（4）首先写出FeO（s）被CO还原成Fe和CO₂的热化学方程式CO（g）+FeO（s）=Fe（g）+CO₂（g）△H，利用盖斯定律①×3-（③×2+②）可得到该化学方程式．

解答 解：（1）1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热704KJ，燃烧热热化学方程式为：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-704kJ•mol^-1，
故答案为：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O （l）△H=-704 KJ/mol；
（2）436kJ/mol+243kJ/mol-2E（H-Cl）=-185kJ/mol，解得E（H-Cl）=432KJ/mol，故答案为：432 kJ/mol；
（3）分析图象中物质能量变化可知AB反应物能量低于生成物CD，反应是吸热反应，A（g）+B（g）?C（g）+D（g）过程中的能量变化为吸热，其它条件不变在反应体系中加入催化剂，改变反应速率，不改变化学平衡，反应热不变所以对反应热无影响，
故答案为：吸热，不变；
（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
依据盖斯定律①×3-（③×2+②）得到：
6CO（g）+6FeO（s）=6Fe（g）+6CO₂（g）△H=-66kJ/mol；
得到热化学方程式为：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-11kJ/mol，
故答案为：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-11kJ/mol．

点评 本题考查了热化学方程式的书写方法和盖斯定律的计算应用，化学反应能量变化的分析判断，影响化学平衡的因素分析，注意催化剂改变反应速率不改变化学平衡，题目难度中等．