Question

为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应的措施。化学反应的焓变一般通过实验进行测定，也可进行理论推算。

（1）实验测得，0.3mol气态高能燃料乙硼烷（B₂H₆）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量。写出上述燃烧反应的热化学方程式                 。标准状况下11.2L乙硼烷完全燃烧生成液态水时放出的热量是        kJ。

（2）在化学反应过程中，拆开化学键需要吸收能量，形成化学键又会释放能量。已知拆开1mol氢气中的化学键需要消耗436kJ能量，拆开1mol氧气中的化学键需要消耗496kJ能量，形成水蒸气中的1mol H-O键能够释放463kJ能量。试说明反应2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)中的能量变化。

a=     ，b=      。又知1mol液态水转化成气态水吸收44 kJ能量，则氢气完全燃烧生成液态水时的热化学方程式为                              。

（3）依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的反应热，但可测出CH₄、石墨和H₂燃烧热分别如下：

①CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O   ΔH₁=－890.3 kJ?mol^-1

②C(石墨)+O₂(g)= CO₂(g)   ΔH₂= —393.5 kJ?mol^-1

③H₂(g)+O₂(g)=H₂O(l)     ΔH₃= ─285.8 kJ?mol^-1

④C(石墨)+2H₂(g)= CH₄(g)  ΔH₄

试根据盖斯定律求出石墨生成甲烷的反应热ΔH₄=             。

Answer

（12分）（1）  B2H6(g)+3O2(g)＝B2O3(s)+3H2O(l)  ΔH3＝－2165 kJ?mol-1    1082.5  kJ。

（2）a＝1368 ，b＝1852 。  2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l) ΔH＝－572 kJ?mol-1 。

（3）ΔH4＝－74.8 kJ?mol-1

【解析】

试题分析：（1）0.3mol气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，所以1mol乙硼烷完全燃烧放出的能量是，则该反应的热化学方程式是B2H6(g)+3O2(g)＝B2O3(s)+3H2O(l)  ΔH3＝－2165 kJ?mol-1。标准状况下11.2L乙硼烷的物质的量是0.5mol，放出的热量是2165 kJ?mol-1×0.5mol＝1082.5kJ。

（2）拆开1mol氢气中的化学键需要消耗436kJ能量，拆开1mol氧气中的化学键需要消耗496kJ能量，则a＝436kJ×2＋496kJ＝1368。形成水蒸气中的1mol H-O键能够释放463kJ能量，则b＝2×2×463kJ＝1852kJ，所以c＝1368－1852＝484。1mol液态水转化成气态水吸收44 kJ能量，则生成2mol液态水转化成气态水吸收88kJ能量，所以氢气完全燃烧生成液态水时的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l) ΔH＝－（484＋88）＝572 kJ?mol-1。

（3）根据盖斯定律可知，③×2＋②－①即得到反应C(石墨)+2H2(g)＝CH4(g) ，所以该反应的反应热ΔH4

＝－285.8 kJ/mol×2－393.5 kJ/mol＋890.3 kJ/mol＝－74.8 kJ/mol。

考点：考查反应热的计算以及盖斯定律的应用