Question

5．（1）碳、氫氣都是重要的燃料，請(qǐng)回答下列與碳、氫氣相關(guān)的問題：
①1mol固體碳和足量的氧氣充分反應(yīng) 生成二氧化碳，同時(shí)放出393.5kJ的熱量，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol；
②已知2g H₂（g）完全燃燒生成水蒸氣時(shí)放出241.8kJ的熱量，寫出氫氣與氧氣完全反應(yīng)生成水蒸氣的熱化學(xué)方程式：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）；△H=-483.6 kJ/mol； 若已知：H₂O（g）═H₂O（l）△H=-44kJ•mol^-1，則氫氣與氧氣完全反應(yīng)生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（1）；△H=-571.6kJ/mol．
（2）水熱法制備Fe₃O₄納米顆粒的反應(yīng)是3Fe²⁺+2S₂O₃^2-+O₂+xOH^-═Fe₃O₄+S₄O₆^2-+2H₂O，則 x為4，每生成1mol Fe₃O₄，被S₂O₃^2-還原的O₂為0.5mol．

Answer 1

分析 （1）①據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法進(jìn)行解答，注意標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)焓變；
②根據(jù)反應(yīng)物、生成物的狀態(tài)、能量的變化寫出熱化學(xué)方程式，H₂O（1）=H₂O（g）；△H=+44.0kJ/mol和（2）中的熱化學(xué)方程式寫出生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式，然后根據(jù)方程式計(jì)算放出的能量；
（2）從電荷守恒的角度分析，可配平反應(yīng)的離子方程式：3Fe²⁺+2S₂O₃^2-+O₂+4OH^-═Fe₃O₄+S₄O₆^2-+2H₂O，反應(yīng)中3Fe²⁺→Fe₃O₄，當(dāng)3molFe²⁺參加反應(yīng)時(shí)，有2molFe²⁺化合價(jià)升高，反應(yīng)中Fe和S元素的化合價(jià)升高，被氧化，O₂為氧化劑．

解答 解：（1）①1mol碳完全燃燒后可放出393.5KJ的熱量，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol；
故答案為：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol；
②氫氣、氧氣、水蒸氣的狀態(tài)都是氣態(tài)，燃燒后放出能量，所以△H＜0；2g氫氣的物質(zhì)的量是1mol，1mol氫氣燃燒后放出241.8kJ的熱量，2mol氫氣燃燒后放出483.6 kJ的能量，依據(jù)蓋斯定律計(jì)算氫氣與氧氣完全反應(yīng)生成水蒸氣的熱化學(xué)方程式：
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）；△H=-483.6 kJ/mol ①
H₂O（1）=H₂O（g）；△H=+44.0kJ/mol ②
①-②×2得方程式：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（1）；△H=-571.6kJ/mol
故答案為：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6 kJ/mol；2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（1）△H=-571.6kJ/mol；
（2）反應(yīng)的離子方程式為3Fe²⁺+2S₂O₃^2-+O₂+4OH^-═Fe₃O₄+S₄O₆^2-+2H₂O，則x=4，生成1mol Fe₃O₄，2molFe²⁺被氧化時(shí)，失去2mol電子，則被Fe²⁺還原的O₂的物質(zhì)的量為0.5mol，
故答案為：4；0.5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱化學(xué)方程式書寫方法和蓋斯定律計(jì)算應(yīng)用，氧化還原反應(yīng)電子守恒、電荷守恒的分析計(jì)算，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．