Question

【題目】(1)硅和氯兩元素的單質反應生成1 mol Si的最高價化合物，恢復至室溫，放熱687 kJ，已知該化合物的熔、沸點分別為－69 ℃和58 ℃，寫出該反應的熱化學方程式___________________________________。

(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) ΔH1＝－19.5 kJ·mol－1

②N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534.2 kJ·mol－1

寫出肼和 N2O4反應的熱化學方程式___________________。

(3)飲用水中的 NO3－主要來自 NH4＋。已知在微生物的作用下，NH 4＋經過兩步反應被氧化成 NO3－。兩步反應的能量變化示意圖如圖：

1mol NH 4＋全部被氧化成 NO3－的熱化學方程式為_______________________。

Answer 1

【答案】Si(s)＋2Cl2(g)=SiCl4(l)　ΔH＝－687 kJ/mol 2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1048.9 kJ·mol－1 NH4＋(aq)＋2O2(g)=NO3－(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l) ΔH＝－346 kJ·mol－1

【解析】

(1) 1 mol Si的最高價氯化物為SiCl4，該化合物的熔、沸點分別為－69 ℃和58 ℃，則常溫下呈液態，該反應的熱化學方程式為Si(s)＋2Cl2(g)=SiCl4(l)　ΔH＝－687 kJ/mol。

(2)①N2(g)＋2O2(g)=N2O4(l) ΔH1＝－19.5 kJ·mol－1

②N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534.2 kJ·mol－1

②×2-①即得肼和 N2O4反應的熱化學方程式。

(3)從圖中可以看出，兩步反應都為放熱反應，1mol NH 4＋全部被氧化成 NO3－的熱焓變，為圖中兩步反應的熱焓變之和。

(1) 1 mol Si的最高價氯化物為SiCl4，該化合物的熔、沸點分別為－69 ℃和58 ℃，則常溫下呈液態，該反應的熱化學方程式為Si(s)＋2Cl2(g)=SiCl4(l)　ΔH＝－687 kJ/mol。

答案為：Si(s)＋2Cl2(g)=SiCl4(l)　ΔH＝－687 kJ/mol；

(2)①N2(g)＋2O2(g)=N2O4(l) ΔH1＝－19.5 kJ·mol－1

②N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534.2 kJ·mol－1

②×2-①即得肼和N2O4反應的熱化學方程式為2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1048.9 kJ·mol－1,

答案為：2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1048.9 kJ·mol－1；

(3)從圖中可以看出，兩步反應都為放熱反應，1mol NH4＋全部被氧化成NO3－的熱焓變，為圖中兩步反應的熱焓變之和。從而得出1mol NH4＋全部被氧化成 NO3－的熱化學方程式為NH4＋(aq)＋2O2(g)=NO3－(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l) ΔH＝－346 kJ·mol－1，

答案為：NH4＋(aq)＋2O2(g)=NO3－(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l) ΔH＝－346 kJ·mol－1。