Question

（10分）已知：a、H⁺(aq) + OH^-(aq) = H₂O(l) △H=-57.3 kJ•mol^-1；

b、1.6gCH₄完全燃燒生成水蒸氣時放熱80.2kJ，1g水蒸氣轉化成液態水放熱2.444kJ。

（1）氫氧化鈉與硫酸兩稀溶液發生反應，寫出表征其中和熱的熱化學方程式：

                                                                         

（2）寫出表征甲烷燃燒熱的熱化學方程式：

                                                                         

（3）已知2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)反應過程的能量變化如圖所示。請回答下列問題：

    

① 圖中C表示               E的大小對該反應的反應熱有無影響？          。

② 該反應通常用V₂O₅作催化劑，加V₂O₅會使圖中B點升高還是降低？      ，理由是                                          ；

（4）蓋斯定律在生產和科學研究中有很重要的意義。有些反應的反應熱雖然無法直接測得，但可通過間接的方法測定。現根據下列3個熱化學反應方程式：

 ① Fe₂O₃(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO₂(g)        △H＝ ―24.8 kJ•mol^-1

 ② 3Fe₂O₃(s)+ CO(g)=2Fe₃O₄(s)+ CO₂(g)      △H＝ ―47.2 kJ•mol^-1

③ Fe₃O₄(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO₂(g)         △H＝ +640.5 kJ•mol^-1

寫出CO氣體還原FeO固體得到Fe固體和CO₂氣體的熱化學反應方程式：

_________________________________________________。 

 

Answer 1

【答案】

(10分）

(1) NaOH(aq) +1/2H₂SO₄ (aq) = 1/2Na₂SO₄(aq) +H₂O(l) △H=-57.3 kJ•mol^-1（2分）

(2) CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2 H₂O(l)      △H＝ ―889.98 kJ•mol^-1（2分）

 (3) ①  生成物能量   無 （各1分，共2分）

② 降低  因為催化劑改變了反應的歷程使活化能E降低 （各1分，共2分）

(4) FeO(s)+ CO(g)== Fe(s)+CO₂(g)  △H＝-218.0 kJ•mol^-1   （2分）

【解析】（1）考查熱化學方程式的書寫。中和熱是在一定條件下，在稀溶液中，酸和堿反應生成1mol水時放出的熱量，所以該反應的熱化學方程式是 NaOH(aq) +1/2H₂SO₄ (aq) = 1/2Na₂SO₄(aq) +H₂O(l) △H=-57.3 kJ•mol^-1。

（2）燃燒熱是在一定條件下，1mol可燃物完全燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量，所以該反應的熱化學方程式是CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2 H₂O(l)  △H＝―889.98 kJ•mol^-1。

（3）①根據圖像可知，C點表示生成物的總能量。E表示反應的活化能，活化能的大小不能改變反應的反應熱。

②催化劑改變了反應的歷程使活化能E降低，所以B點降低。

（4）考查反應熱的計算。根據蓋斯定律可知，（①×3－②－③×2）÷6即得到

 FeO(s)+ CO(g)== Fe(s)+CO₂(g)，所以反應熱是△H＝（）―24.8 kJ•mol^-1×3＋47.2 kJ•mol^-1－640.5 kJ•mol^-1×2）＝－218.0 kJ•mol^-1。