某公司根据反应: (Na)_2(S(s)) + 9(H)_2(O(g)) = (Na)_2(S) cdot 9(H)_2(O(s)) 制成化学储能装置。已知 (Na)_2(S(s))、(H)_2(O(g)) 和 (Na)_2(S) cdot 9(H)_2(O(s)) 在 298.15(K) 时的标准摩尔生成焓分别为 -376.82 (kJ) cdot (mol)^-1、-241.82 (kJ) cdot (mol)^-1 和 -3079.41 (kJ) cdot (mol)^-1，求 1(kg) 干燥的 (Na)_2(S) 吸收水蒸气变成 (Na)_2(S) cdot 9(H)_2(O) 时热量的变化量为多少 (kJ)？（已知(Na)_2(S)的摩尔质量为78 (g/mol)）A -526.21B 526.21C 6746.28D -6746.28
某公司根据反应: $\text{Na}_2\text{S(s)} + 9\text{H}_2\text{O(g)} = \text{Na}_2\text{S} \cdot 9\text{H}_2\text{O(s)}$ 制成化学储能装置。已知 $\text{Na}_2\text{S(s)}$、$\text{H}_2\text{O(g)}$ 和 $\text{Na}_2\text{S} \cdot 9\text{H}_2\text{O(s)}$ 在 $298.15\text{K}$ 时的标准摩尔生成焓分别为 $-376.82\ \text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$、$-241.82\ \text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$ 和 $-3079.41\ \text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$，求 $1\text{kg}$ 干燥的 $\text{Na}_2\text{S}$ 吸收水蒸气变成 $\text{Na}_2\text{S} \cdot 9\text{H}_2\text{O}$ 时热量的变化量为多少 $\text{kJ}$？（已知$\text{Na}_2\text{S}$的摩尔质量为$78\ \text{g/mol}$） A $-526.21$ B $526.21$ C $6746.28$ D $-6746.28$
题目解答
答案
解析
本题主要考察利用标准摩尔生成焓计算反应焓变，再结合物质的量计算热量变化，具体步骤如下：
步骤1：计算反应的标准摩尔焓变（ΔH）
反应式为：
$\text{Na}_2\text{S(s)} + 9\text{H}_2\text{O(g)} = \text{Na}_2\text{S} \cdot 9\text{H}_2\text{O(s)}$
根据公式：
$\Delta H^\ominus = \sum \Delta H_f^\ominus(\text{生成物}) - \sum \Delta H_f^\ominus(\text{反应物})$
代入数据：
- 生成物：$\text{Na}_2\text{S} \cdot 9\text{H}_2\text{O(s)}$ 的 $\Delta H_f^\ominus = -3079.41\ \text{kJ/mol}$
- 反应物：$\text{Na}_2\text{S(s)}$ 的 $\Delta H_f^\ominus = -376.82\ \text{kJ/mol}$，$\text{H}_2\text{O(g)}$ 的 $\Delta H_f^\ominus = -241.82\ \text{kJ/mol}$（共9 mol）
计算得：
$\Delta H^\ominus = (-3079.41) - \left[ (-376.82) + 9 \times (-241.82) \right]$
$= -3079.41 - \left[ -376.82 - 2176.38 \right]$
$= -3079.41 + 2553.2 = -526.21\ \text{kJ/mol}$
步骤2：计算1 kg Na₂S的物质的量
Na₂S的摩尔质量为78 g/mol，1 kg = 1000 g，故：
$n = \frac{1000\ \text{g}}{78\ \text{g/mol}} \approx 12.82\ \text{mol}$
步骤3：计算总热量变化（q）
总热量变化等于反应焓变乘以物质的量：
$q = n \times \Delta H^\ominus = 12.82\ \text{mol} \times (-526.21\ \text{kJ/mol}) \approx -6746.28\ \text{kJ}$