Question

【題目】由于石油資源有限，且汽油燃燒會產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，未來將用氫氣作為燃料來取代汽油，生產(chǎn)21世紀(jì)環(huán)保汽車。已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1；H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44kJ·mol-1

（1）寫出氫氣和氧氣反應(yīng)生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：____。

（2）若要得到857.4kJ的熱量，至少需氫氣的質(zhì)量為____，這些氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為____。

（3）合成氨工業(yè)中氫氣可由天然氣和水反應(yīng)制備，其主要反應(yīng)為：CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) ΔH

反應(yīng)過程中能量變化如圖所示，則該反應(yīng)為反應(yīng)____（填“吸熱”或“放熱”）

若已知，破壞1mol化學(xué)鍵需要吸收的熱量如下表所示：

化學(xué)鍵	C—H	O—H	C=O	H—H
吸收熱量（kJ/mol）	a	b	c	d

則該反應(yīng)的ΔH為_____(用含a、b、c、d字母的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol 6g 67.2L 吸熱 4a+4b2c4d

【解析】

（1）在25℃，100kPa時，1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱，單位為kJ/mol；寫出氫氣與氧氣反應(yīng)生成液態(tài)水的化學(xué)方程式，根據(jù)蓋斯定律，結(jié)合反應(yīng)①②計算氫氣與氧氣反應(yīng)生成液態(tài)水的反應(yīng)熱；

（2）根據(jù)物質(zhì)的量與反應(yīng)熱成正比，結(jié)合熱化學(xué)方程式進(jìn)行計算；

（3）圖象分析可知反應(yīng)物能量低于生成物，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)吸收的熱量=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和。

（1）①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol，

②H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol，

依據(jù)蓋斯定律①-②×2得到：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol；

（2）在通常情況下，若要得到857.4kJ的熱量，則需要?dú)錃獾牡奈镔|(zhì)的量為：=3mol，需H2的質(zhì)量=3mol×2g/mol=6g；這些H2在標(biāo)況下的體積=3mol×22.4L/mol=67.2L；

（3）反應(yīng)過程中能量變化分析可知，反應(yīng)物能量低于生成物，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)，ΔH=(4a+4b)-(2c+4d)=4a+4b2c4d。