Question

【題目】（1）化學反應可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程，化學鍵的鍵能是形成(或拆開)1mol化學鍵時釋放(或吸收)的能量，已知白磷和P4O6的分子結構如圖所示，現提供以下化學鍵的鍵能：P-P：198kJ·mol-1，P-O：360 kJ·mol-1，O=O：498kJ·mol-1，則反應P4(白磷)與O2反應生成P4O6的熱化學反應方程式為____。

（2）肼(N2H4)可作為火箭發動機的燃料，與氧化劑N2O4反應生成N2和水蒸氣。已知：

①N2(g)＋2O2(g)═N2O4(l) △H1═-19.5kJ/mol

②N2H4(l)＋O2(g)═N2(g)＋2H2O(g) △H2═-534.2kJ/mol

寫出肼和N2O4反應的熱化學方程式_____。

（3）化學反應N2＋3H22NH3的能量變化如圖所示，該反應生成NH3(l)的熱化學方程式是_____。

Answer 1

【答案】P4(白磷，s)+3O2(g)=P4O6(g)△H= -1638kJ/mol 2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g) △H= -1048.9kJ/mol N2(g)＋3H2(g)2NH3(I) △H=2(a-b-c)kJ/mol

【解析】

(1)白磷燃燒生成P4O6的合成方程式為P4(白磷)＋3O2= P4O6，根據白磷和P4O6的分子結構，結合放出的熱量=生成物的鍵能-反應物的鍵能計算；

(2)根據蓋斯定律分析計算△H；

(3)根據反應熱等于反應物總能量減去生成物總能量，結合圖示計算反應熱，并書寫熱化學方程式，注意反應物的物質的量和生成物的聚集狀態。

(1)白磷燃燒生成P4O6的合成方程式為P4(白磷)＋3O2= P4O6，根據白磷和P4O6的分子結構，放出的熱量=生成物的鍵能-反應物的鍵能=12×360kJ-[(6×198)kJ+(3×498)kJ]=1638kJ，反應的焓變是-1638kJ/mol，則反應P4(白磷)燃燒生成P4O6的熱化學方程式為：P4(白磷，s)+3O2(g)=P4O6(g)△H=-1638kJ/mol；故答案為：P4(白磷，s)+3O2(g)=P4O6(g) △H=-1638kJ/mol；

(2)肼和N2O4反應的化學方程式2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)，①N2(g)+2O2(g)═N2O4(l) △H1═ -19.5kJmol-1，②N2H4(l)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g) △H2═-534.2kJmol-1，根據蓋斯定律，②×2-①得到2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) △H=(-534.2kJmol-1)×2-(-19.5kJmol-1)=-1048.9kJ/mol，故答案為：2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) △H=-1048.9kJ/mol；

(3)根據反應熱等于反應物總能量減去生成物總能量計算反應熱。由圖可以看出，N2(g)+H2(g)=NH3(g) △H=(a-b)kJ/mol，而1mol的NH3(g)轉化為1mol的NH3(l)放出的熱量為ckJ，所以有N2(g)+H2(g)=NH3(l) △H=(a-b-c)kJ/mol，故熱化學方程式為N2(g)+3H2(g)=2NH3(1) △H=2(a-b-c)kJmol-1，故答案為：N2(g)+3H2(g)=2NH3(1) △H=2(a-b-c)kJmol-1。