Question

回答下列问题：

（1）已知下列反应：SO₂ (g)+2OH^–(aq) =SO₃^2–(aq)+H₂O(l)  ΔH₁；

ClO^–(aq)+SO₃^2–(aq)=SO₄^2–(aq)+Cl^–(aq)   ΔH₂；

CaSO₄(s)=Ca²⁺(aq)+SO₄^2–(aq)  ΔH₃。

则反应SO₂(g)+Ca²⁺(aq)+ClO^–(aq)+2OH^–(aq)=CaSO₄(s)+H₂O(l)+Cl^–(aq)的ΔH=______________。(用ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃表示)

（2）合成气(CO和H₂为主的混合气体)不但是重要的燃料也是重要的化工原料，制备合成气的方法有多种，用甲烷制备合成气的反应为：①2CH₄(g)+O₂(g)=2CO(g)+4H₂(g)  ΔH₁=-72 kJ·mol^﹣1；

②CH₄(g)+H₂O(g)=CO(g)+3H₂(g)  ΔH₂=+216 kJ·mol^﹣1。现有1 mol由H₂O(g)与O₂组成的混合气，且O₂的体积分数为x，将此混合气与足量CH₄充分反应。

若x=0.2时，反应①放出的能量为________kJ；

若x=_________时，反应①与②放出（或吸收）的总能量为0。

（3）一定条件，在水溶液中1 mol Cl^－和1 mol ClO_x(x=1，2，3，4)的能量(kJ)相对大小如图所示。

①D是________(填离子符号)。

②B→A+C反应的热化学方程式为_______________(用离子符号表示)。

Answer

（1）ΔH1+ΔH2-ΔH3

（2）14.4；0.75

（3）ClO4–；3ClO–(aq)= ClO3–(aq)+2Cl–(aq) ΔH=-117 kJ/mol

【解析】

试题分析：（1）已知反应：①SO2 (g)+2OH–(aq) =SO32–(aq)+H2O(l) ΔH1

②ClO–(aq)+SO32–(aq)=SO42–(aq)+Cl–(aq)ΔH2

③CaSO4(s)=Ca2+(aq)+SO42–(aq) ΔH3

则根据盖斯定律可知①＋②－③即可得到

反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO–(aq)+2OH–(aq)＝CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl–(aq)

ΔH＝ΔH1+ΔH2-ΔH3。

（2）若x=0.2，有0.8molH2O（g）和0.2molO2（g），0.2mol氧气反应放热0.2mol×72kJ/mol=14.4kJ；反应①与②放出（或吸收）的总能量为0时，设水蒸气物质的量为amol，则氧气物质的量为（1-a）mol，有216kJ/mol×amol=72kJ/mol×（1-a）mol，解得：a=0.25mol，所以x=（1−0.25）/1=0.75；

（3）①根据图象知，D中Cl元素化合价为+7价，所以ClOx-中x为4，则D为ClO4-；

②B→A+C，根据转移电子守恒得该反应方程式为3ClO–(aq)= ClO3–(aq)+2Cl–(aq)，反应热=（63kJ/mol+2×0kJ/mol）-3×60kJ/mol=-117kJ/mol，所以该热化学反应方程式为：3ClO–(aq)= ClO3–(aq)+2Cl–(aq)△H=-117kJ/mol。

考点：考查热化学方程式书写和反应热的计算