Question

【題目】（1）已知下列兩個熱化學方程式：

C3H8（g）+5O2（g） 3CO2（g）+4H2O（l） ΔH=－2220.0 kJ·mol-1

H2O（l） H2O（g） ΔH=+44.0 kJ·mol-1

則0.5 mol丙烷燃燒生成CO2和氣態水時釋放的熱量為 。

（2）已知：TiO2（s）＋2Cl2（g） TiCl4（l）＋O2（g） ΔH＝＋140 kJ·mol－1

2C（s）＋O2（g） 2CO（g） ΔH＝－221 kJ·mol－1

寫出TiO2和焦炭、氯氣反應生成TiCl4和CO氣體的熱化學方程式：

（3）科學家已獲得了極具理論研究意義的N4分子，其結構為正四面體（如右圖所示），與白磷分子相似。已知斷裂1molN—N鍵吸收193kJ熱量，斷裂1molNN鍵吸收941kJ熱量，則1molN4氣體轉化為2molN2時要放出______________kJ能量。

（4）阿波羅宇宙飛船上使用的是氫氧燃料電池，其電池總反應為：

2H2+O2 2H2O，電解質溶液為稀H2SO4溶液，電池放電時是將___________能轉化為__________能。其電極反應式分別為：負極_________________，正極____________________。

Answer 1

【答案】（1）1022kJ；

（2）TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）==TiCl4（l）+2CO（g）△H=-81kJ·mol－1；

（3）724kJ；（4）化學能，電能，2H2—2e－=4H+；O2+4e－+4H+=2H2O。

【解析】

試題分析：（1）①C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（l），

②H2O（l）=H2O（g），①＋4×②，得出：

C3H8（g）＋5O2（g）=3CO2（g）＋4H2O（l）

△H=（－2220. 0＋4×44）kJ·mol－1=－2044kJ·mol－1，

因此消耗0.5mol丙烷放出的熱量為0.5×2044kJ=1022kJ；

（2）TiO2和焦炭、氯氣反應的方程式為TiO2＋2C＋2Cl2=TiCl4＋2CO，

TiO2（s）＋2Cl2（g）=TiCl4（l）＋O2（g），

②2C（s）＋O2（g）=2CO（g），①＋②得出：

TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）==TiCl4（l）+2CO（g） △H= - 81 kJ·mol－1；

（3）根據焓變和鍵能的關系，△H=（6×193－2×941）kJ·mol－1=724kJ·mol－1，放出熱量為724kJ；（4）電池是化學能轉化成電能，負極是化合價升高，氫氣在負極上反應，其反應式為H2－2e－=2H＋，氧氣在正極上得電子，其電子式為O2＋4H＋＋4e－=2H2O。