Question

【題目】下圖是CO和水蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成CO2和H2的途徑和三個狀態(tài)的能量，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，試問：

E1：CO＋H2OE2：C＋2H＋2O E3：CO2＋H2

(1)步驟1、2分別是吸熱過程還是放熱過程？

步驟1：______，步驟2：______。

(2)比較E1、E3的大小______。

(3)已知，25℃時，C(石墨)＋1/2O2(g) ═ CO(g) ΔH1＝－111 kJ/mol；

H2(g)＋1/2O2(g) ═ H2O(g) ΔH2＝－242 kJ/mol；

C(石墨)＋O2(g) ═ CO2(g) ΔH3＝－394 kJ/mol。

則CO和H2O(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：______。

(4)含1 mol Ba(OH)2的稀溶液與足量稀鹽酸反應(yīng)放出114.6 kJ的熱量，寫出該反應(yīng)中和熱的熱化學(xué)方程式：______。

(5)在C2H2(g)完全燃燒生成CO2和液態(tài)水的反應(yīng)中，每轉(zhuǎn)移5NA個電子放出a kJ的熱量。則表示C2H2的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：______。

Answer 1

【答案】吸熱過程 放熱過程 E1＜E3 CO(g)＋H2O(g) ═ CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ/mol 1/2Ba(OH)2(aq)＋HCl(aq) ═ 1/2BaCl2(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol C2H2(g)＋5/2O2(g) ═ 2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－2a kJ/mol

【解析】

在化學(xué)反應(yīng)中，斷鍵需要吸熱，成鍵需要放熱。在一個吸熱反應(yīng)中，反應(yīng)物所具有的總能量低于產(chǎn)物所具有的總能量。因此在由CO＋H2O生成CO2＋H2的反應(yīng)中E1＜E3。在利用蓋斯定律進(jìn)行方程式重組時需注意找尋分式與目標(biāo)方程式之間的關(guān)系，然后列出疊加原則。根據(jù)疊加原則將物質(zhì)變化進(jìn)行疊加，檢查疊加后式子是否與目標(biāo)式相同，再計算反應(yīng)熱。據(jù)此解題。

(1) 步驟1為化學(xué)鍵的斷裂過程，需要吸收熱量，因此步驟1為吸熱過程，步驟2為化學(xué)鍵的形成過程，需要釋放能量，因此步驟2為放熱過程；

(2)由于CO＋H2O生成CO2＋H2的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，因此反應(yīng)物所具有的總能量低于產(chǎn)物所具有的總能量，因此E1＜E3；

(3)根據(jù)C(石墨)＋1/2O2(g) ═ CO(g) ΔH1＝－111 kJ/mol；①

H2(g)＋1/2O2(g) ═ H2O(g) ΔH2＝－242 kJ/mol；②

C(石墨)＋O2(g) ═ CO2(g) ΔH3＝－394 kJ/mol；③

可知，CO(g)+H2O(g)= CO2(g)＋H2(g)的反應(yīng)熱計算式為：ΔH＝-①-②+③=111 kJ/mol+242 kJ/mol－394 kJ/mol=－41 kJ/mol，因此該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CO(g)＋H2O(g) ═ CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ/mol；

(4) 在稀溶液中,強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol液態(tài)水時所釋放的熱量叫做中和熱，因此Ba(OH)2的稀溶液與足量稀鹽酸反應(yīng)中和熱的熱化學(xué)方程式應(yīng)寫為：1/2Ba(OH)2(aq)＋HCl(aq) ═ 1/2BaCl2(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol；

(5) 在25℃，100kPa時，1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。因此當(dāng)C2H2(g)完全燃燒時，該反應(yīng)的方程式為2C2H2＋5O2 4CO2＋2H2O，轉(zhuǎn)移20mol電子，因此當(dāng)反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移5NA個電子放出a kJ的熱量時，C2H2的燃燒熱的熱化學(xué)方程式可寫為：C2H2(g)＋5/2O2(g) ═ 2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－2a kJ/mol。