Question

1．化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生物質(zhì)變化的同時(shí)，常常伴有能量的變化，這種能量的變化常以熱能的形式表現(xiàn)出來(lái)，叫做反應(yīng)熱．由于反應(yīng)的情況不同，反應(yīng)熱可以分為許多種，如燃燒熱和中和熱等．
（1）許多化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱可以直接測(cè)量，其測(cè)量的儀器叫做量熱計(jì)．
（2）下列△H表示物質(zhì)燃燒熱的是△H₄、△H₅；表示物質(zhì)中和熱的是△H₆．（填“△H₁”、“△H₂”和“△H₃”等）
A．2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₁B．C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H₂
C．CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₃      D．C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₄
E．C₆H₁₂O₆（s）+6O₂（g）═6CO₂（g）+6H₂O（l）△H₅
F．NaOH（aq）+HCl（aq）═NaCl（aq）+H₂O（l）△H₆
G．2NaOH（aq）+H₂SO₄（aq）═Na₂SO₄（aq）+2H₂O（l）△H₇
H．CH₃COOH（aq）+NaOH（aq）═CH₃COONa（aq）+H₂O（l）△H₈
（3）已知在101kPa、273k時(shí)，15g乙烷燃燒生成CO₂和液態(tài)水，放出akJ的熱量，下列熱化學(xué)方程式正確的是C．
A．C₂H₆（g）+$\frac{7}{2}$O₂（g）═2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=+2akJ/mol
B．C₂H₆（g）+$\frac{7}{2}$O₂（g）═2CO₂（g）+3H₂O（g）△H=-2akJ/mol
C．2C₂H₆（g）+7O₂（g）═4CO₂（g）+6H₂O（l）△H=-4akJ/mol
D．2C₂H₆（g）+7O₂（g）═4CO₂（g）+6H₂O（g）△H=-2akJ/mol
（4）充分燃燒一定量的丁烷放出的熱量為161.9kJ，生成的CO₂恰好與5mol/L 100mLkOH溶液完全反應(yīng)生成正鹽，則燃燒1mol丁烷放出的熱量為2590.4kJ．
（5）進(jìn)一步研究表明，化學(xué)反應(yīng)的能量變化（△H）與反應(yīng)物和生成物的鍵能有關(guān)．鍵能可以簡(jiǎn)單地理解為斷開(kāi)1mol化學(xué)鍵時(shí)所需吸收的能量．表是部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)：

化學(xué)鍵	P-P	P-O	O═O	P═O
鍵能kJ/mol	197	360	499	x

已知白磷（P₄）的燃燒熱為2378.0kJ/mol，白磷完全燃燒的產(chǎn)物（P₄O₁₀）的結(jié)構(gòu)如圖所示，則上表中x=433.75．

Answer 1

分析 （1）測(cè)量反應(yīng)熱的常用儀器為量熱計(jì)；
（2）燃燒熱指1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物的反應(yīng)熱，一般H→H₂O（l）、C→CO₂（g）、S→SO₂（g），中和熱指稀溶液中酸與堿反應(yīng)生成1molH₂O的反應(yīng)熱熱量；
（3）在25℃、101kPa下，15g乙烷完全燃燒生成CO₂和液態(tài)水，放熱a kJ，30g乙烷燃燒生成CO₂和液態(tài)水時(shí)放熱a kJ×2=2akJ，1mol乙烷質(zhì)量為30克，所以完全燃燒1mol乙烷生成二氧化碳和液態(tài)水放熱2aKJ，根據(jù)燃燒熱的概念分析即可解答；
（4）CO₂恰好與KOH溶液完全反應(yīng)生成正鹽為K₂CO₃，根據(jù)n=cV計(jì)算KOH的物質(zhì)的量，根據(jù)鉀元素守恒計(jì)算n（K₂CO₃），根據(jù)碳元素守恒由n（CO₂）=n（K₂CO₃），進(jìn)而計(jì)算丁烷的物質(zhì)的量，據(jù)此計(jì)算；
（5）根據(jù)反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能與生成物的總鍵能之差，結(jié)合反應(yīng)熱計(jì)算鍵能．

解答 解：（1）用于測(cè)定物質(zhì)的熱容及各種反應(yīng)熱的儀器，叫量熱計(jì)，也稱量熱儀、量熱器，
故答案為：量熱計(jì)；
（2）A．氫氣的物質(zhì)的量為2mol，反應(yīng)熱△H₁不能表示燃燒熱；
B．碳燃燒的生成物為CO，表示溫度的氧化物CO₂，反應(yīng)熱△H₂不能表示燃燒熱；
C．1mol甲烷完全燃燒，生成的水是氣態(tài)，不是穩(wěn)定的狀態(tài)，應(yīng)為液態(tài)水，故反應(yīng)熱△H₃不能表示燃燒熱；
D．C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₄中1molC完全燃燒生成二氧化碳，符合燃燒熱概念，反應(yīng)熱△H₄能表示燃燒熱；
E．C₆H₁₂O₆（s）+6O₂（g）═6CO₂（g）+6H₂O（l）△H₅中1molC₆H₁₂O₆完全燃燒生成二氧化碳與液態(tài)水，符合燃燒熱概念，反應(yīng)熱△H₅能表示燃燒熱；
F．NaOH（aq）+HCl（aq）═NaCl（aq）+H₂O（l）△H₆中實(shí)質(zhì)是1mol氫離子與1mol氫氧根離子反應(yīng)生成1molH₂O，符合中和熱概念，反應(yīng)熱△H₆能表示中和熱；
G．2NaOH（ag）+H₂SO₄（ag）═Na₂SO₄（ag）+2H₂O（l）；△H₇反應(yīng)生成的水為2mol，反應(yīng)熱△H₇不能表示中和熱；
H．CH₃COOH（aq）+NaOH（aq）=CH₃COONa（aq）+H₂O（l）中，醋酸是弱酸，不能表示中和熱．
故答案為：△H₄、△H₅；△H₆；
（3）A．C₂H₆（g）+$\frac{7}{2}$O₂（g）═2CO₂（g）+3H₂O（l）；△H₁=+2a kJ/mol在熱化學(xué)反應(yīng)方程式中△H＞0，表示吸熱，而C₂H₆燃燒反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；
B．C₂H₆（g）+$\frac{7}{2}$O₂（g）═2CO₂（g）+3H₂O（g）；△H₂=-2a kJ/mol，完全燃燒1mol乙烷生成二氧化碳和液態(tài)水放熱2akJ，該方程式表示的是氣態(tài)水，故B錯(cuò)誤；
C.2C₂H₆（g）+7O₂（g）═4CO₂（g）+6H₂O（l）；△H₃=-4a kJ/mol，完全燃燒2mol乙烷生成二氧化碳和液態(tài)水放熱4akJ，故C正確；
D.2C₂H₆（g）+7O₂（g）═4CO₂（g）+6H₂O（g）；△H₄=-2a kJ/mol，完全燃燒2mol乙烷生成二氧化碳和液態(tài)水放熱4akJ，故D錯(cuò)誤；
故選：C．
（4）KOH的物質(zhì)的量為0.1L×5mol/L=0.5mol，根據(jù)鉀離子守恒，故n（K₂CO₃）=0.5mol×$\frac{1}{2}$=0.25mol，
根據(jù)碳元素守恒由n（CO₂）=n（K₂CO₃）=0.25mol，
根據(jù)碳元素守恒可知，丁烷的物質(zhì)的量n（C₄H₁₀）=$\frac{1}{4}$×0.25mol，放出熱量161.9kJ，
所以1mol丁烷完全燃燒放出的熱量為161.9kJ×16=2590.4kJ，
故答案為：2590.4kJ；
（5）白磷燃燒的熱化學(xué)方程式為P₄（s）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H=-2378.0kJ/mol，
則6×197kJ/mol+5×499kJ/mol-12×360kJ/mol-4X=-2378kJ/mol，
X=433.75kJ/mol，
故答案為：433.75．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及燃燒熱與中和熱的概念、反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算、熱化學(xué)方程式的意義等，注意中和熱與燃燒熱概念的把握，難點(diǎn)是白磷、P₄O₁₀結(jié)構(gòu)及鍵能計(jì)算反應(yīng)熱，題目難度中等．