Question

写出或完成下列热化学方程式。

(1)0.5molCH₄完全燃烧生成CO₂和液态水时，放出445kJ 的热量。写出CH₄燃烧的热化学方程式__________。

(2)通常人们把拆开1mol某化学键吸收的能量看成该化学键的键能。下表是一些化学键的键能。

化学键	C－H	C－F	H－F	F－F
键能kJ/mol	414	489	565	155

根据键能数据估算下列反应：CH₄(g) + 4F₂(g)＝CF₄(g) + 4HF(g)的反应热△H为_____。

(3)1840年瑞士的化学家盖斯(Hess)在总结大量实验事实(热化学实验数据)的基础上提出：“定压或定容条件下的任意化学反应，在不做其它功时，不论是一步完成的还是几步完成的，其热效应总是相同的(反应热的总值相等)。”

已知：Fe₂O₃(s)＋3CO(g)＝2Fe(s)＋3CO₂(g)        ΔH₁

3Fe₂O₃(s)＋CO(g)＝2Fe₃O₄(s)＋CO₂(g)          ΔH₂

Fe₃O₄(s)＋CO(g)＝3FeO(s)＋CO₂(g)    ΔH₃

请写出CO还原FeO的热化学方程式：______。

(4)在101KP下，1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，请回答下列问题：

①氢气的燃烧热为__________；

②氢气燃烧热的热化学方程式为________；

(5)氢能的存储是氢能利用的前提，科学家研究出一种储氢合金Mg₂Ni，已知：

Mg(s)＋H₂(g)=MgH₂(s)    ΔH₁＝－74.5kJ·mol^－1；

Mg₂Ni(s)＋2H₂(g)=Mg₂NiH₄(s)   ΔH₂；

Mg₂Ni(s)＋2MgH₂(s)=2Mg(s)＋Mg₂NiH₄(s) ΔH₃＝+84.6kJ·mol^－1。

则ΔH₂＝_______kJ·mol^－1；

(6)白磷与氧气可发生如下反应：P₄＋5O₂=P₄O₁₀。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为P—P a kJ·mol^－1、P—O b kJ·mol^－1、P=O c kJ·mol^－1、O=O d kJ·mol^－1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH为_____。

(7)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：

①P₄(白磷，s)＋5O₂(g)=P₄O₁₀(s)  ΔH₁=－2 983.2 kJ·mol^－1

②P(红磷，s)＋5/4O₂(g)=1/4P₄O₁₀(s)  ΔH₂=－738.5 kJ·mol^－1

相同状况下，能量较低的是________；白磷的稳定性比红磷________(填“大”或“小”)。

Answer

CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) △H＝－890kJ/mol －1940kJ/mol CO(g)+FeO(s)＝Fe(s)+CO2(g) △H=(3△H1－△H2－2△H3)/6 285.8 kJ·mol－1 H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l) ΔH＝－285.8kJ·mol－1 －64.4kJ·mol－1 (6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1 红磷 小

【解析】

本题主要考察热化学中热化学方程式的书写及计算，在叠加方程时注意抵消中间物，以及题上的要求，是否有说明燃烧热的热化学方程式；(6)根据键能计算反应的焓变，从物质的结构图出发进行分析，焓变=反应物的键能和-生成物的键能和。

(1)热化学方程式的书写要注意标注状态及焓变，由题知0.5molCH4完全燃烧放出445kJ 的热量，所以根据关系式可以写出甲烷燃烧的热化学方程式：CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) △H＝－890kJ/mol；

故答案为：CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) △H＝－890kJ/mol；

(2)反应物的总键能－生成物的总键能＝焓变，由表格数据，可以计算出 ；

故答案为：－1940kJ/mol；

(3)先写出CO还原FeO的，再根据已知的3个方程进行叠加，抵消掉不需要的物质，最终焓变为：(3△H1－△H2－2△H3)/6，则CO还原FeO的热化学方程式为：CO(g)+FeO(s)＝Fe(s)+CO2(g) △H=(3△H1－△H2－2△H3)/6；

故答案为：CO(g)+FeO(s)＝Fe(s)+CO2(g) △H=(3△H1－△H2－2△H3)/6；

(4)氢气燃烧的热化学方程式为：，找出对应的关系式： ，氢气的燃烧热指 氢气完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为： ；氢气燃烧热的热化学方程式要求可燃物氢气前的系数为1，氢气燃烧热的热化学方程式H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l) ΔH＝－285.8kJ·mol－1；

故答案为：285.8 kJ·mol－1；H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l) ΔH＝－285.8kJ·mol－1；

(5)热化学方程式计算焓变，将已知方程进行叠加，消除不需要的中间物质，可得 ；

故答案为：－64.4kJ·mol－1；

(6) 的结构图知，完全燃烧生成，要断裂键和键，形成键和键，因此该反应的焓变： ；

故答案为：(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1；

(7)由已知方程可得白磷红磷转化的热化学方程式： 在相同的状况下，能量较低的是红磷，能量越低越稳定，白磷的稳定性比红磷小；

故答案为：红磷 ； 小。