Question

化學反應中的能量變化，是由化學反應中舊化學鍵斷裂時吸收的能量與新化學鍵形成時放出的能量不同所致．如圖為N₂（g）和O₂（g）生成NO（g）過程中的能量變化．

（1）人們通常把拆開1mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能．鍵能的大小可以衡量化學鍵的強弱，則N≡N的鍵能為

 

kJ?mol^-1，由上圖寫出N₂（g）和O₂（g）生成NO（g）的熱化學反應方程式

 

．
（2）1840年，俄國化學家蓋斯在分析了許多化學反應熱效應的基礎上，總結出一條規(guī)律：“一個化學反應，不論是一步完成，還是分幾步完成，其總的熱效應是完全相同的．”這個規(guī)律被稱為蓋斯定律．有些反應的反應熱雖然無法直接測得，但可以利用蓋斯定律間接計算求得．
①根據(jù)下列反應的熱化學反應式，計算由C（石墨）和H₂（g）反應生成1molC₂H₂（g）的△H．
C（石墨）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-393.5kJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₂=-571.6kJ?mol^-1
2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O（l）△H₃=-2599.2kJ?mol^-1，
則由C（石墨）和H₂（g）反應生成1molC₂H₂（g）的△H=

 

kJ?mol^-1．
②已知3.6g碳在6.4g的氧氣中燃燒，至反應物耗盡，并放出XkJ熱量．已知單質碳的燃燒熱為YkJ?mol^-1，則1molC與O₂反應生成CO的反應熱△H=

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,有關反應熱的計算

專題：

分析：（1）根據(jù)拆開1mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能，結合圖示即可解答；根據(jù)反應熱等于反應物的總鍵能減去生成物的總鍵能計算；
（2）①可以先根據(jù)反應物和生成物書寫化學方程式，根據(jù)蓋斯定律計算反應的焓變，最后根據(jù)熱化學方程式的書寫方法來書寫熱化學方程式；
②碳在氧氣中燃燒，氧氣不足發(fā)生反應2C+O₂

點燃  .

2CO，氧氣足量發(fā)生反應C+O₂

點燃  .

CO₂．3.6g碳的物質的量為0.3mol，6.4g的氧氣的物質的量為0.2mol，n（C）：n（O₂）=3：2，介于2：1與1：1之間，所以上述反應都發(fā)生．令生成的CO為xmol，CO₂為ymol，根據(jù)碳元素與氧元素守恒列方程計算x、y的值，計算生成ymol二氧化碳的熱量，放出的總熱量減去生成二氧化碳放出的熱量為生成xmolCO放出的熱量，據(jù)此計算1molC與O₂反應生成CO的反應熱△H．

解答： 解：（1）由圖可知：N≡N鍵的鍵能為946kJ?mol^-1，反應熱=反應物總鍵能-生成物總鍵能=946kJ?mol^-1+498kJ?mol^-1-2×632kJ?mol^-1=180 kJ?mol^-1，熱化學方程式為：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180 kJ?mol^-1；
故答案為：946；N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180 kJ?mol^-1；
（2）①已知：①C （s，石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kJ?mol^-1；
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （l）△H₂=-571.6kJ?mol^-1；
③2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O （l）△H₂=-2599kJ?mol^-1；
2C （s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g）的反應可以根據(jù)①×2+②×

1

2

-③×

1

2

得到，
所以反應焓變△H=2×（-393.5kJ?mol^-1）+（-571.6kJ?mol^-1）×

1

2

-（-2599kJ?mol^-1）×

1

2

=+226.7kJ?mol^-1，
故答案為：+226.7kJ?mol^-1；
②碳在氧氣中燃燒，氧氣不足發(fā)生反應2C+O₂

點燃  .

2CO，氧氣足量發(fā)生反應C+O₂

點燃  .

CO₂．
3.6g碳的物質的量為

3.6g

12g/mol

=0.3mol，6.4g的氧氣的物質的量為

6.4g

32g/mol

=0.2mol，n（C）：n（O₂）=3：2，
介于2：1與1：1之間，所以上述反應都發(fā)生．令生成的CO為xmol，CO₂為ymol，
根據(jù)碳元素守恒有x+y=0.3，根據(jù)氧元素守恒有x+2y=0.2×2，聯(lián)立方程，解得x=0.2，y=0.1．
單質碳的燃燒熱為Y kJ/mol，所以生成0.1mol二氧化碳放出的熱量為0.1mol×Y kJ/mol=0.1YkJ，
所以生成0.2molCO放出的熱量為XkJ-0.1YkJ．由于碳燃燒為放熱反應，所以反應熱△H的符號為“-”，
故1mol C與O₂反應生成CO的反應熱△H=-

XKJ-0.1YKJ

0.2mol

=-（5X-0.5Y）kJ/mol，
故答案為：-（5X-0.5Y）kJ?mol^-1．

點評：本題考查了反應熱的計算，題目難度中等，②判斷碳與氧氣反應產(chǎn)物中一氧化碳與二氧化碳的物質的量是關鍵，注意反應熱△H的單位與符號，注意蓋斯定律計算應用．