Question

（1）家用液化气的主要成分之一是丁烷（C₄H₁₀），当1kg丁烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时，放出热量为5×10⁴kJ，试写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式            。

（2）科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H₂(g)、CO(g)和CH₃OH(l)的燃烧热ΔH分别为－285．8 kJ/mol、－283．0 kJ/mol和－726．5 kJ/mol。请回答下列问题：

①用太阳能分解10 mol水消耗的能量是          kJ；

②甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式            ；

③研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理具有重要意义，已知：

2SO₂(g)＋O₂(g) = 2SO₃(g) ΔH＝－196．6 kJ/mol

2NO(g)＋O₂(g) = 2NO₂(g)  ΔH＝－113．0 kJ/mol

则反应NO₂(g)＋SO₂(g)=SO₃(g)＋NO(g)的ΔH＝           kJ/mol。

（3）盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义．有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定．现根据下列3个热化学反应方程式：

Fe₂O₃（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-24．8kJ•mol^-1

3Fe₂O₃（s）+CO（g）═2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H=-47．4kJ•mol^-1

Fe₃O₄（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO₂（g）△H=+640．5kJ•mol^-1

写出CO（g）还原FeO（s）得到Fe（s）体和CO₂（g）的热化学反应方程式            ．

Answer

（1）C4H10（g）+13/2O2（g）=4CO2（g）+5H2O（l）△H=-2900KJ/mol；

（2）2 858

CH3OH（1）＋O2(g)===CO(g)＋2H2O（1） ΔH＝－443．5 kJ/mol

-41．8

（3）CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO2（g）△H=-218．0KJ/mol．

【解析】

试题分析：（1）当1kg丁烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时，放出热量为5×104kJ，1mol丁烷完全燃烧放热2900KJ；依据燃烧热概念写出热化学方程式：C4H10（g）+13/2O2（g）=4CO2（g）+5H2O（l）△H=-2900KJ/mol；

（2）①由H2（g）的燃烧热△H为-285．8kJ·mol-1知，1mol H2（g）完全燃烧生成1mol H2O（1）放出热量285．8kJ，即分解1mol H2O（1）为1mol H2（g）消耗的能量为285．8kJ，分解10mol H2O（1）消耗的能量为2858kJ。

②写出燃烧热的热化学方程式：

CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=-283．0kJ·mol-1 ①

CH3OH（1）+3/2O2(g)=CO2(g)+2 H2O（1） △H=-726．5kJ·mol-1 ②

用②-①得：CH3OH（1）+ O2(g)="CO(g)+2" H2O（1） △H=-443．5kJ·mol-1

③①2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）△H=-196．6kJ•mol-1

②2NO（g）+O2（g）⇌2NO2（g）△H=-113．0kJ•mol-1，利用盖斯定律将①×1/2—②×1/2

得NO2（g）+SO2（g）⇌SO3（g）+NO（g）

△H=（-196．6kJ•mol-1）×1/2—（-113．0kJ•mol-1）×1/2=-41．8kJ•mol-1，

（3）①Fe2O3（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO2（g）△H=-24．8kJ•mol-1

②3Fe2O3（s）+CO（g）═2Fe3O4（s）+CO2（g）△H=-47．4kJ•mol-1

③Fe3O4（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO2（g）△H=+640．5kJ•mol-1

依据盖斯定律计算①×3-③×2+②得到：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO2（g）△H=-218．0KJ/mol

考点：运用盖斯定律计算反应热及热化学反应方程式的书写