Question

(1)下列反应属于吸热反应的是_________________________

①铝粉与氧化铁粉末反应     ②酸碱中和反应      ③硝酸铵溶于水     ④碳酸钙分解     ⑤H₂在Cl₂中燃烧    ⑥灼热的碳与CO₂的反应     ⑦NH₄Cl晶体与Ba(OH)₂•8H₂O混合搅拌

(2)在25℃、101kPa的条件下，断裂1mol H—H键吸收436 kJ能量，断裂1 mol Cl—Cl键吸收243 kJ能量，形成1mol H—Cl键放出431 kJ能量。该条件下H₂＋Cl₂=2HCl反应中的能量变化可用如图表示：

现有1 mol H₂和1 mol Cl₂在25℃、101 kPa下完全反应。请根据上述信息回答下列有关问题：

①该反应的热化学方程式为_____________

②反应物的总能量___________(填“＞”或“＜”)生成物的总能量。

(3)直接排放含SO₂的烟气会形成酸雨，危害环境。工业上常采用催化还原法和碱吸收法处理SO₂气体。如图所示：

1 mol CH₄完全燃烧生成气态水的能量变化和1 mol S(g)燃烧的能量变化。在催化剂作用下，CH₄可以还原SO₂生成单质S(g)、H₂O(g)和CO₂，写出该反应的热化学方程式____________。

(4)几种含硅元素的物质之间的相互转化关系如图所示：

①写出下列反应的化学方程式：

B→A：_________；

B→E：_________。

②写出下列溶液中反应的离子方程式：D→C_________。

(5)Mg₆Si₄O₁₀(OH)₈用氧化物的形式可表示为________。

Answer

④⑥⑦ H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=－183 kJ/mol ＞ CH4(g)+2SO2(g)=2S(g)+CO2(g)+2H2O(g) ∆H=+352 kJ/mol SiO2＋2CSi＋2CO↑ CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑ SiO32-＋H2O＋CO2=H2SiO3↓＋CO32- (或SiO32-＋2H2O＋2CO2=H2SiO3↓＋2HCO3-) 6MgO∙4SiO2∙4H2O

【解析】

(1)根据常见化学反应的热效应分析判断；

(2)①根据反应热等于断裂反应物化学键吸收的热量与形成生成物化学键释放的热量的差计算反应热，并书写热化学方程式；

②若反应物的总能量比生成物的总能量高，则反应为放热反应，否则为吸热反应；

(3)根据图示先写出CH4、S燃烧的热化学方程式，然后将方程式叠加，可得待求反应的热化学方程式；

(4)已知几种含硅元素的物质之间的相互转化关系，B与焦炭高温反应产生A，B与Na2O在高温下也反应产生D，A与NaOH溶液反应产生D，结合物质的性质可知：B为SiO2，A为Si，D为Na2SiO3，B与CaCO3高温反应产生E，则E是CaSiO3，C高温强热反应产生B，C与CaO高温反应产生CaSiO3，且向Na2SiO3溶液中通入CO2气体，产生产生C，则C为H2SiO3，然后结合物质的性质以及题目要求进行解答。

(5)硅酸盐用氧化物形式表示时，先写金属氧化物，再写非金属氧化物，最后写水，各种元素的原子个数比不变。

(1)①铝粉与氧化铁粉末反应放出热量，是放热反应；

②酸碱中和反应放出热量，是放热反应；

③硝酸铵溶于水吸收热量，物质溶解过程是物理变化，没有发生化学反应；

④碳酸钙分解吸收热量，是吸热反应；

⑤H2在Cl2中燃烧放出热量，是放热反应；

⑥灼热的碳与CO2的反应吸收热量，是吸热反应；

⑦NH4Cl晶体与Ba(OH)2•8H2O混合搅拌吸收热量，是吸热反应；

综上所述可知：属于吸热反应的为④⑥⑦；

(2)①反应热等于断裂反应物化学键吸收的热量与形成生成物化学键释放的热量的差，在25℃、101 kPa的条件下，断裂1 mol H-H键吸收436 kJ能量，断裂1 mol Cl-Cl键吸收243 kJ能量，形成1 mol H-Cl键放出431 kJ能量。则H2与Cl2反应产生HCl的反应热△H=436 kJ +243 kJ -2×431 kJ=-183 kJ，故该反应的热化学方程式为：H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=－183 kJ/mol；

②由于反应物的总能量比生成物的总能量高，则该反应发生时放出热量，反应为放热反应，说明反应物的总能量比生成物的总能量高，即反应物的总能量＞生成物的总能量；

(3)根据图示可知CH4燃烧产生气态水的热化学方程式①为： CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=－802 kJ/mol；S蒸气完全燃烧产生SO2气体的热化学方程式②为：S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH=－577 kJ/mol，根据盖斯定律，将①-2×②，整理可得：CH4可以还原SO2生成单质S(g)、H2O(g)和CO2的热化学方程式为：CH4(g)+2SO2(g)=2S(g)+CO2(g)+2H2O(g) ∆H=+352 kJ/mol；

(4)根据上述推断可知：A为Si，B为SiO2，C为H2SiO3，D为Na2SiO3，E是CaSiO3。

①A为Si，B为SiO2，SiO2与焦炭在高温下反应产生Si和CO，反应方程式为：SiO2＋2CSi＋2CO↑；

B为SiO2，E是CaSiO3，SiO2与CaCO3在高温下反应产生CaSiO3和CO2，反应方程式为：CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑；

②C为H2SiO3，D为Na2SiO3，由于碳酸的酸性比硅酸强，向硅酸钠溶液中通入CO2气体，若通入少量CO2气体，反应产生Na2CO3和H2SiO3，反应的离子方程式为：SiO32-＋H2O＋CO2=H2SiO3↓＋CO32-；若通入过量CO2气体，发生复分解反应产生NaHCO3和H2SiO3，该反应的离子方程式为：SiO32-＋2H2O＋2CO2=H2SiO3↓＋2HCO3-；

(5)根据硅酸盐用氧化物形式表示时的规律，Mg6Si4O10(OH)8用氧化物的形式可表示为6MgO∙4SiO2∙4H2O。