Question

能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。

(1)在25℃、101kPa时，2gC₂H₂(g)完全燃烧生成液态水时放出的热量是100kJ，则C₂H₂燃烧的热化学方程式是________。

(2)已知C(石墨，s)+O₂(g)=CO₂(g)  △H=-393.5kJ·mol^-1，C(金刚石，s)+O₂(g)=CO₂(g)  △H=-395.0kJ·mol^-1，则反应C(石墨，s)==C(金刚石，s) △H=__kJ·mol^-1。

(3)已知H₂(g)的燃烧热△H₁=-285.0kJ·mol^-1，CO(g)的燃烧热△H₂=-283.0kJ·mol^-1，CH₃OH(l)的燃烧热△H₃=-726.0kJ·mol^-1。0.2mol由H₂和CO组成的混合气体在完全燃烧时放出56.8kJ的能量，则混合气体中H₂和CO的质量比为______。工业上在催化剂的作用下，可用H₂(g)和CO(g)合成CH₃OH(l)。请写出由H₂(g)和CO(g)合成CH₃OH(l)的热化学方程式：________。

(4)强酸和强碱的稀溶液的中和热可表示为H⁺(aq)+OH^-(aq)=H₂O(l) △H=-57.3kJ·mol^-1。已知：CH₃COOH(aq)+NaOH(aq)=CH₃COONa(aq)+H₂O(l) △H=-33.1kJ·mol^-1。请写出醋酸溶液电离的热化学方程式：__________。

Answer

2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=-2600kJ·mol-1 +1.5 1∶14 2H2(g)+CO(g)=CH3OH(l) △H=-127kJ·mol-1 CH3COOH(aq)CH3COO-(aq)+H+(aq) △H =+24.2kJ·mol-1

【解析】

(1)根据热化学方程式中反应热与物质的物质的量成正比以及热化学方程式的书写进行求解；

(2)依据盖斯定律写出石墨转化为金刚石的反应热；

(3)设混合气体中H2和CO的物质的量为xmol和(0.2-x)mol，根据相关热化学方程式和混合气体放出的热量求解H2和CO的物质的量，进而计算其质量比，根据盖斯定律写出热化学方程式；

(4)根据盖斯定律计算，并写出醋酸溶液电离的热化学方程式。

(1) 2gC2H2(g)完全燃烧生成液态水时放出的热量是100kJ，则1molC2H2完全燃烧放出的热量为=1300kJ，其热化学方程式为：2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=-2600kJ·mol-1；

(2)C(石墨，s)+O2(g) = CO2(g) △H1=-393.5kJ·mol-1，C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g) △H2 =-395.0kJ·mol-1，则反应C(石墨，s) = C(金刚石，s) △H =△H1-△H2=(-393.5kJ·mol-1)-(-395.0kJ·mol-1) =+1.5 kJ·mol-1；

(3)设混合气体中H2和CO的物质的量为xmol和(0.2-x)mol，则285.0x+283.0(0.2-x)=56.8，解得x=0.1，混合气体中H2和CO的物质的量均为0.1mol，两者质量之比为：1：14；根据盖斯定律，2H2(g)+CO(g)=CH3OH(l) △H=2△H1+△H2-△H3=-127kJ·mol-1，则热化学方程式为：2H2(g)+CO(g)=CH3OH(l) △H=-127kJ·mol-1；

(4)CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) △H =-33.1kJ·mol-1写成离子方程式的形式为CH3COOH(aq)+OH-(aq)=CH3COO-(aq)+H2O(l) △H =-33.1kJ·mol-1，由H+(aq)+OH-(aq) = H2O(l) △H=-57.3kJ·mol-1，得CH3COOH(aq)CH3COO-(aq)+H+(aq) △H =-33.1kJ·mol-1-(-57.3kJ·mol-1)=+24.2kJ·mol-1，即醋酸溶液电离的热化学方程式为CH3COOH(aq)CH3COO-(aq)+H+(aq) △H =+24.2kJ·mol-1。