题目
在25℃的标准条件时,2H2 (g) +O2 (g) =2H2O (l) 的ΔrHmθ= -571.70 kJ.mol-1,则 ΔfHmθ(H2O,l) = 。
在25℃的标准条件时,2H2 (g) +O2 (g) =2H2O (l) 的ΔrHmθ= -571.70 kJ.mol-1,则 ΔfHmθ(H2O,l) = 。
题目解答
答案
-285.85 kJ.mol-1
解析
考查要点:本题主要考查化学反应的焓变(ΔrHmθ)与物质生成焓(ΔfHmθ)之间的关系,以及如何通过化学方程式计算指定物质的生成焓。
解题核心思路:
- 明确生成焓的定义:ΔfHmθ表示1 mol物质从标准状态的元素生成对应物质时的焓变。
- 关联反应式与生成焓:题目中反应的ΔrHmθ等于产物生成焓的总和减去反应物生成焓的总和。由于反应物H₂和O₂均为元素的稳定态,其ΔfHmθ为0,因此ΔrHmθ直接等于产物的生成焓总和。
- 系数处理:反应生成2 mol H₂O(l),需将总焓变除以2得到单个H₂O的生成焓。
破题关键点:
- 识别反应式中物质的生成关系,明确ΔrHmθ与ΔfHmθ的数学关系。
- 注意单位和符号,确保计算结果的合理性。
步骤1:写出反应的ΔrHmθ与生成焓的关系式
根据热化学方程式:
$2\text{H}_2(g) + \text{O}_2(g) \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}(l) \quad \Delta_r H_m^\theta = -571.70 \, \text{kJ/mol}$
反应的焓变ΔrHmθ等于产物生成焓总和减去反应物生成焓总和:
$\Delta_r H_m^\theta = \sum \Delta_f H_m^\theta (\text{产物}) - \sum \Delta_f H_m^\theta (\text{反应物})$
步骤2:代入已知条件
- 反应物H₂和O₂均为元素的稳定态,其ΔfHmθ为0。
- 产物为2 mol H₂O(l),因此:
$\Delta_r H_m^\theta = 2 \cdot \Delta_f H_m^\theta (\text{H}_2\text{O}, l) - 0$
步骤3:解方程求ΔfHmθ(H₂O, l)
将ΔrHmθ代入方程:
$-571.70 \, \text{kJ/mol} = 2 \cdot \Delta_f H_m^\theta (\text{H}_2\text{O}, l)$
解得:
$\Delta_f H_m^\theta (\text{H}_2\text{O}, l) = \frac{-571.70}{2} = -285.85 \, \text{kJ/mol}$