Question

13．（1）1840年前后，瑞士科学家盖斯（Hess）指出，一个化学反应的热效应，仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关，而与中间步骤无关，这就是著名的“盖斯定理”．现已知，在101kPa下，CH₄（g）、H₂（g）、C（s）的燃烧热分别为890.3kJ•mol-1、285.8kJ•mol^-1和393.5kJ•mol^-1，则反应C（s）+2H₂（g）=CH₄（g）的反应热△H=-74.8kJ/mol，
（2）已知：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₁
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₂
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₃
①写出液态水转化为气态水的热化学方程式：H₂O（l）═H₂O（g）△H=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{2}}{2}$．
②CO和H₂分别燃烧生成CO₂（g）和H₂O（g），欲得到相同热量，所需CO和H₂的体积比是$\frac{△{H}_{1}}{△{H}_{3}}$．

Answer 1

分析 （1）根据燃烧热写出热化学方程式，再根据盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
（2）①根据已知方程式构建目标方程式，由$\frac{①-②}{2}$得H₂O（l）═H₂O（g）△H与化学计量数成正比；
②设得到相同热量，放出的热量为Q，根据CO和H₂燃烧的方程式中物质的量与热量之间的关系求解．

解答 解：（1）在101kPa下，CH₄（g）、H₂（g）、C（s）的燃烧热（△H）分别为-890.3kJ/mol、-285.8kJ/mol、-393.5kJ/mol，它们的热化学反应方程式分别为：
①CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol；
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol；
③C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol；
根据盖斯定律，由③+②×2-①得，C（s）+2H₂（g）=CH₄（g），△H=[（-393.5kJ/mol）+（-285.8kJ/mol）×2]-（-890.3kJ/mol）=-74.8kJ/mol，
故答案为：-74.8kJ/mol．
（2）①H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ•mol^-1；
②C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1；
③CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3KJ/mol；
依据盖斯定律，①×2+②-③得到：C（S）+2H₂（g）=CH₄（g）△H=-74.8KJ/mol；故答案为：-74.8KJ/mol；
（2）①2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₁
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₂
由$\frac{①-②}{2}$得，H₂O（l）═H₂O（g）△H=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{2}}{2}$，
故答案为：H₂O（l）═H₂O（g）△H=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{2}}{2}$；
②设得到相同热量，放出的热量为Q，由2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₁得需要H₂的物质的量$\frac{2Q}{△{H}_{1}}$，由2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₃得需要CO的物质的量为$\frac{2Q}{△{H}_{3}}$，所需CO和H₂的体积比=物质的量之比是$\frac{△{H}_{1}}{△{H}_{3}}$，
故答案为：$\frac{△{H}_{1}}{△{H}_{3}}$．

点评 本题主要考查了燃烧热、热化学方程式的书写、盖斯定律的运用以及化学计算，熟练掌握盖斯定律的计算应用是关键，题目难度中等．