Question

（10分）為了合理利用化學(xué)能，確保安全生產(chǎn)，化工設(shè)計(jì)需要充分考慮化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱，并采取相應(yīng)措施�；瘜W(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱通常用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定，也可進(jìn)行理論推算。

（1） 實(shí)驗(yàn)測(cè)得，5g甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時(shí)釋放出113.5kJ的熱量，則甲醇的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱ΔH＝                    。

（2）今有如下兩個(gè)熱化學(xué)方程式：?則a      b（填“＞”、“＝”或“＜”）

H₂(g)+ 1/2O₂(g)＝H₂O(g)　 ΔH₁＝a kJ·mol^-1?

H₂(g)+ 1/2O₂(g)＝H₂O(l)   ΔH₂＝b kJ·mol^-1?

（3）拆開(kāi)1mol氣態(tài)物質(zhì)中某種共價(jià)鍵需要吸收的能量叫鍵能。從化學(xué)鍵的角度分析，化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵的破壞和生成物的化學(xué)鍵的形成過(guò)程。在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，拆開(kāi)化學(xué)鍵需要消耗能量，形成化學(xué)鍵又會(huì)釋放能量。

化學(xué)鍵	H－H	N－H	N≡N
鍵能/kJ·mol－1	436	391	945

已知反應(yīng)N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)  △H＝a kJ·mol^－1。試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)估算a 的值：_______________(注明“+”或“－”)。

（4）依據(jù)蓋斯定律可以對(duì)某些難以通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱進(jìn)行推算。利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下：

① 2H₂(g) + CO(g) CH₃OH(g)；ΔH ＝－90.8 kJ·mol^－1

② 2CH₃OH(g) CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)；ΔH＝－23.5 kJ·mol^－1

③ CO(g) + H₂O(g) CO₂(g) + H₂(g)；ΔH＝－41.3 kJ·mol^－1

總反應(yīng)：3H₂(g) + 3CO(g)  CH₃OCH₃(g) + CO₂ (g)的ΔH＝                      ；

 

Answer 1

【答案】

(1) △H＝－726.4  kJ·mol^－1（2分）

(2)＞（2分）    (3) －93（3分）     (4) －246.4 kJ·mol^－1（3分）

【解析】（1）5g甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時(shí)釋放出113.5kJ的熱量，則1mol甲醇燃燒放出的熱量是113.5kJ÷5×32＝726.4kJ，則燃燒熱為－726.4  kJ·mol^－1。

（2）氣態(tài)水的能量高于液態(tài)水的能量，所以氫氣燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出的能量多，放熱越多，△H越小，即a＞b。

（3）反應(yīng)熱就是斷鍵吸收的能量和形成化學(xué)鍵所放出的能量的差值，即該反應(yīng)的反應(yīng)熱是945 kJ·mol^－1＋3×

+

436 kJ·mol^－1－2×3×391 kJ·mol^－1＝－93 kJ·mol^－1.

（4）考查蓋斯定律的應(yīng)用。根據(jù)已知反應(yīng)可知①×2＋②＋③即得到3H₂(g) + 3CO(g)  CH₃OCH₃(g) + CO₂，所以反應(yīng)熱是－90.8 kJ·mol^－1×2－23.5 kJ·mol^－1－41.3 kJ·mol^－1＝－246.4 kJ·mol^－1。