Question

碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题：

（1）有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下，ΔH＝＋88.6 kJ·mol^－1。则M、N相比，较稳定的是________。

（2）已知CH₃OH(l)的燃烧热ΔH＝－726.5 kJ·mol^－1，CH₃OH(l)＋O₂(g)=CO₂(g)＋2H₂(g)　ΔH＝－a kJ·mol^－1则a________726.5(填“>”“<”或“＝”)

（3）将Cl₂和H₂O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO₂，当有1 mol Cl₂参与反应时释放出145.0 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：________________________________________。

（4）火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料:4Al(s)＋3TiO₂(s)＋3C(s)===2Al₂O₃(s)＋3TiC(s)　ΔH＝－1 176.0 kJ·mol^－1，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为_______。

（5） 已知：①C(s)＋O₂(g)===CO₂(g)　              ΔH₁＝－393.5 kJ·mol^－1

②2CO(g)＋O₂(g)===2CO₂(g)　           ΔH₂＝－566 kJ·mol^－1

③TiO₂(s)＋2Cl₂(g)===TiCl₄(s)＋O₂(g)   ΔH₃＝+141 kJ·mol^－1

则TiO₂(s)＋2Cl₂(g)＋2C(s)===TiCl₄(s)＋2CO(g)的  ΔH＝__________________。

（6）已知拆开1 mol H—H键，1 mol N—H键，1mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N₂(g)与H₂(g)反应生成NH₃(g)的热化学方程式为:________________。

Answer

M < 2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)=4HCl(g)＋CO2(g) ΔH＝－290.0 kJ·mol－1 98.0 kJ —80 kJ·mol－1 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.0 kJ·mol－1

【解析】

（1）M转化为N是吸热反应，所以N的能量高，不稳定；

（2）甲醇燃烧生成CO2（g）和H2（g）属于不完全燃烧，放出的热量少，故a＜238.6；

（3）有1mol Cl2参与反应时释放出145kJ热量，2mol氯气反应放热290kJ，注物质聚集状态和对应反应焓变写出热化学方程式；

（4）所给反应中转移12个电子，故每转移1mol电子放出的热量为=98kJ；

（5）先根据反应物和生成物书写化学方程式，根据盖斯定律计算反应的焓变，最后根据热化学方程式的书写方法来书写热化学方程式；

（6）化学反应中，化学键断裂吸收能量，形成新化学键放出能量，根据方程式计算分别吸收和放出的能量，以此计算反应热并判断吸热还是放热。

（1）有机物M经过太阳光光照可转化为N的关系是吸收能量，则N能量高，比M活泼，较稳定的化合物为M；

（2）甲醇燃烧生成CO2（g）和H2（g）属于不完全燃烧，放出的热量少，所以a<726.5，故答案为：<；

（3）有1mol Cl2参与反应时释放出145kJ热量，2mol氯气反应放热290kJ，反应的热化学方程式为：2Cl2（g）+2H2O（g）+C（s）═4HCl（g）+CO2（g）△H=-290kJ•mol-1 ；

（4）4Al（s）+3TiO2（s）+3C（s）═2Al2O3（s）+3TiC（s）△H=-1176kJ•mol-1，转移12mol电子放热1176kJ，则反应过程中，每转移1mol电子放热98.0 kJ；

（5）已知：①C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1

②2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) ΔH2＝－566 kJ·mol－1

③TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(s)＋O2(g) ΔH3＝+141 kJ·mol－1

根据盖斯定律，由①2-②+③得反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(s)＋2CO(g)的 ΔH=ΔH12-ΔH2+ΔH3=—80 kJ·mol－1;

（6）在反应N2+3H2⇌2NH3中，断裂3molH-H键，1mol N三N键共吸收的能量为：3×436kJ+946kJ=2254kJ，生成2mol NH3，共形成6mol N-H键，放出的能量为：6×391kJ=2346kJ，吸收的热量少，放出的热量多，该反应为放热反应，放出的热量为：2346kJ-2254kJ=92kJ，则N2(g)与H2(g)反应生成NH3(g)的热化学方程式为: N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.0 kJ·mol－1。