Question

【題目】(1)已知單質硫16 g燃燒放熱為149 kJ，寫出硫燃燒熱的熱化學方程式：_________________

(2)依據蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學反應的焓變進行推算。

已知： C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=－393.5 kJ/mol①

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2=－571.6 kJ/mol②

2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=－2599 kJ/mol③

根據蓋斯定律，計算298 K時由C(石墨，s)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反應的焓變：_____________。

(3)已知：N2、O2分子中化學鍵的鍵能分別是946 kJ/mol、497 kJ/mol。 N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.0 kJ/mol，NO分子中化學鍵的鍵能為_____ kJ/mol。

(4)S(單斜)和S(正交)是硫的兩種同素異形體。

已知：①S(單斜，s)+O2(g)=SO2(g) ΔH1=－297.16 kJ/mol；

②S(正交，s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2=－296.83 kJ/mol；

③S(單斜，s)=S(正交，s) ΔH3=_____。

S(單斜，s)比S(正交，s)更_________（填“穩定”或“不穩定”）

(5)同溫同壓下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)，在光照和點燃條件下的ΔH(化學計量數相同)分別為ΔH1 、ΔH2，則ΔH1___________ΔH2。（用“>”、“<”或“＝”填空）

(6)相同條件下，2 mol氫原子所具有的能量________1 mol 氫分子所具有的能量。(用“>”、“<”或“=”填空)

Answer 1

【答案】S(g)+O2(g)=SO2(g) △H=-298 kJ/mol △H=+226.7 kJ/mol 631.5 kJ/mol -0.33 kJ/mol 不穩定 = >

【解析】

(1)先根據n=計算16 g S的物質的量，然后結合燃燒熱的概念書寫表示物質燃燒熱的熱化學方程式；

(2)將已知的熱化學方程式疊加，可得待求反應的熱化學方程式；

(3)根據反應熱等于反應物總鍵能與生成物總鍵能的差計算NO分子中化學鍵的鍵能；

(4)根據蓋斯定律，將已知熱化學方程式疊加，可得單斜硫與正交硫轉化的熱化學方程式然后進行判斷；依據物質含有的能量越低，物質的穩定性越強分析判斷；

(5)根據蓋斯定律分析比較；

(6)根據斷裂化學鍵吸收能量，形成化學鍵釋放能量分析比較。

(1)16 g S的物質的量n(S)==0.5 mol，0.5 mol S完全燃燒產生SO2氣體放出熱量149 kJ，則1 mol S完全燃燒產生SO2氣體放出熱量Q=2×149 kJ=298 kJ，故S燃燒熱的熱化學方程式為S(g)+O2(g)=SO2(g)，△H=-298 kJ/mol；

(2)①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/mol

②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ/mol

③2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-2599 kJ/mol

根據蓋斯定律，①×4+②-③，整理可得4C(石墨，s)+2H2(g)=2C2H2(g) ΔH3=+453.4 kJ/mol，所以2C(石墨，s)+H2(g)=C2H2(g) ΔH3=+226.7 kJ/mol；

(3)根據反應熱等于反應物總鍵能與生成物總鍵能的差，假設NO中鍵能為x，可知946 kJ/mol+497 kJ/mol-2×x=+180.0 kJ/mol，解得x=631.5 kJ/mol；

(4)①S(單斜，s)+O2(g)=SO2(g) ΔH1=－297.16 kJ/mol；

②S(正交，s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2=－296.83 kJ/mol；

根據蓋斯定律，將①-②，整理可得S(單斜，s)= S(正交，s) ΔH=ΔH1-ΔH2=-0.33 kJ/mol；

根據該熱化學方程式可知：單斜硫轉化為正交硫放出熱量，說明正交硫能量比單斜硫的能量低，物質含有的能量越低，物質的穩定性就越強，故單斜硫不如正交硫的穩定性強；

(5)反應熱只與反應的溫度、物質的狀態有關，而與反應條件無關，所以同溫同壓下，在光照和點燃條件下的H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH(化學計量數相同)分別為ΔH1 、ΔH2，則ΔH1=ΔH2；

(6)由于鍵能是形成1 mol化學鍵所釋放的能量或斷裂1 mol化學鍵所吸收的能量，說明含有化學鍵的分子所具有的能量比形成該化學鍵的原子的能量低，因此在相同條件下，2 mol氫原子所具有的能量比1 mol氫分子所具有的能量高。