Question

(1)实验测得16 g甲醇CH₃OH(l)在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出363.25kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：_____________。

(2)合成氨反应N(g)+3H₂(g)2NH₃(g)  △H＝a kJ·mol^-1，能量变化如图所示：

①该反应通常用铁作催化剂，加催化剂会使图中E__(填“变大”“变小”或“不变”，下同)，图中△H___。

②有关键能数据如下：

化学键	H—H	N—H	N≡N
键能(kJ‧mol^-1)	436	391	945

试根据表中所列键能数据计算a为_______。

(3)发射卫星时可用肼(N₂H₄)为燃料，用二氧化氯为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。

已知：①N₂(g)+2O₂(g)＝2NO₂(g)  △H₁＝a kJ·mol^-1

②N₂H₄(g)+O₂(g)＝N₂(g)+2H₂O(g)  △H₂＝b kJ·mol^-1

写出肼和二氧化氮反应生成氮气和气态水的热化学方程式：_______。

Answer

CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-726.5kJ/mol 变小 不变 -93 2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=(2b-a) kJ/mol

【解析】

(1)燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，据此分析书写；

(2)①催化剂降低反应的活化能，但不改变焓变；②根据△H=反应物总键能-生成物总键能计算；

(3)根据盖斯定律分析解答。

(1)16gCH3OH在氧气中燃烧生成CO2和液态水，放出363.25kJ热量，则32gCH3OH即1molCH3OH在氧气中燃烧生成CO2和液态水，放出726.5kJ热量，则△H=-726.5kJ/mol，则甲醇燃烧热的热化学方程式为：CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.5kJ/mol，故答案为：CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.5kJ/mol；

(2)①催化剂能够降低反应的活化能，加快反应速率，但不改变焓变，则加催化剂会使图中E变小，图中△H不变，故答案为：变小；不变；

②N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=反应物总键能-生成物总键能=945kJ•mol-1+436kJ•mol-1×3-391kJ•mol-1×6=-93kJ•mol-1=akJ•mol-1，解得a=-93，故答案为：-93；

(3) ①N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g) △H1＝a kJ·mol-1，②N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g) △H2＝b kJ·mol-1，根据盖斯定律，将②×2-①得：2N2H4(g)-N2(g)=2N2(g)+4H2O(g)-2NO2(g) △H=2△H2-△H1，整理得：2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=(2b-a) kJ/mol，故答案为：2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=(2b-a) kJ/mol。