Question

【題目】已知由氫氣和氧氣反應生成1 mol水蒸氣，放出241.8 kJ熱量。

(1)寫出該反應的熱化學方程式_________。

(2)若1g水蒸氣轉化成液態水放熱2.494kJ，則反應H2(g)+O2(g)=H2O(l)的ΔH=_____kJ/mol。

(3)HCl和NaOH反應的中和熱ΔH=－57.3 kJ/mol，則H2SO4和NaOH反應的中和熱的熱化學方程式為_________。

Answer 1

【答案】H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=－241.8 kJ/mol [或2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=－483.6 kJ/mol] －286.7 H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol

【解析】

(1)物質燃燒放出的熱量與反應物的多少呈正比，先寫出氫氣燃燒產生氣態水的化學方程式，然后根據方程式中氫氣的物質的量確定反應放出熱量的多少，并注明物質的聚集狀態，就得到相應的熱化學方程式；

(2)先計算熱化學方程式中水蒸氣的物質的量的多少，用相應的水的質量乘以1g水蒸氣轉化為液態水放出的熱量就是氣態水轉化為液態水再放出的熱量，據此分析生成液態水的ΔH；

(3)根據中和熱是酸、堿的稀溶液發生中和反應產生1mol液態水和可溶性鹽時放出的熱量計算。

(1)氫氣和氧氣反應生成1 mol水蒸氣，放出241.8 kJ熱量，則氫氣燃燒產生水蒸氣的化學方程式為H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=－241.8 kJ/mol，若表示為整數系數，由于物質燃燒放出的熱量與物質的量的多少呈正比，因此也可表示為：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=－483.6 kJ/mol；

(2)根據熱化學方程式H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=－241.8 kJ/mol可知：反應會產生1mol水，其質量是18g，根據1g水蒸氣轉化成液態水放熱2.494kJ，則反應產生18g液態水時會再放出的熱量為2.494kJ/g×18g=44.89kJ，因此1mol氫氣完全燃燒生成液態水的熱化學方程式為H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=－(241.8+44.9) kJ/mol =－286.7kJ/mol；

(3)HCl和NaOH反應的中和熱ΔH=－57.3kJ/mol，H2SO4和NaOH反應產生硫酸鈉和水，該反應的中和熱是反應產生1mol液態水放出的熱量為57.3kJ，所以該反應的中和熱的熱化學方程式為H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol。