Question

（17分）针对化学反应中的能量变化解决下列问题。

（1）测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热（中和热为57.3 kJ·mol^－1）的实验装置如图所示。某兴趣小组的实验数值结果小于57.3 kJ·mol^－1，原因可能是      (填字母)。

a．实验装置保温、隔热效果差

b．读取混合液的最高温度记为终点温度  

c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中

d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后未洗涤，直接测定H₂SO₄溶液的温度

（2）今有如下两个热化学方程式：则a    b（填“＞”、“＝”或“＜”）。

H₂(g)＋1/2O₂(g)＝H₂O(g)  ΔH₁＝a kJ·mol^-1

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

（3）同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”观点来计算反应热。已知：

P₄（白磷,s）＋5O₂(g)＝P₄O₁₀(s)        ΔH=－2983.2 kJ·mol^-1     ①

P(红磷,s)＋5/4O₂（g）＝1/4P₄O₁₀(s)     ΔH=－738.5 kJ·mol^-1     ②

则白磷转化为红磷的热化学方程式为______________________________。相同状况下，能量状态较低的是_________；白磷的稳定性比红磷_______（填“高”或“低”）。

（4）用Cl₂生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。

反应A：4HCl＋O₂2Cl₂＋2H₂O

已知：I．此条件下反应A中，4molHCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。

Ⅱ．①写出此条件下，反应A的热化学方程式____________。

②断开1molH-O键与断开1molH-Cl键所需能量相差约为       kJ，H₂O中H-O键比HCl中HCl键(填“强”或“弱”)        。

Answer

（1）acd；（2）＞；（3）P4（白磷,s）＝4P（红磷,s）；ΔH=－29.2 kJ· mol-1 ，红磷，低；（4）①4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ·mol－1 ； ②31.9 ，强。

【解析】

试题分析：（1）△H=－c×m×(t2-t1)/n(H2O)kJ/mol，a、保温、隔热效果差，(t2－t1)减少，△H的绝对值减小，正确；b、当温度达到最高代表反应完全，此时读数，测的反应热的数值为57.3kJ·mol－1；c、分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯，造成一部分热量损失，(t2－t1)减小，反应热的数值小于57.3kJ·mol－1；d、用温度计测定NaOH溶液起始温度后未洗涤，直接测定H2SO4溶液的温度，硫酸和氢氧化钠发生反应，t1升高，(t2－t1)减小，反应热的数值小于57.3kJ·mol－1；选项acd正确；(2)此反应是放热反应，H2O(g)=H2O(l)，△H<0，因此a>b；(3)①－②×4得：P4(白磷，s)=4P(红磷，s) △H=－2983.2＋4×738.5kJ·mol－1=－29.2kJ·mol－1，此反应是放热反应，红磷能量最低，能量越低，物质越稳定，白磷比红磷稳定性低；（4）①热化学反应方程式写明物质的状态，则：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ·mol－1 ；②设H－Cl键能为xkJ·mol－1，H－O键能为ykJ·mol－1△H=反应物的键能总和－生成物的键能总和=4×x＋498－(2×243＋2×2×y)=－115.6，y－x=31.9，键能越强，共价键越稳定，H－O比H－Cl的强。

考点：考查中和热的测定、反应热的大小比较、热化学方程式的书写、反应热的计算等知识。