Question

2．為解決能源短缺問題，工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)合理利用化學(xué)能．
（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，試寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8kJ/mol
（2）如圖是某筆記本電腦使用的甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖．
放電時(shí)甲醇應(yīng)從a處通入（填“a”或“b”），電池內(nèi)部H⁺向右（填“左”或“右”）移動(dòng)．寫出電池負(fù)極的電極反應(yīng)式CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺．
（3）從化學(xué)鍵的角度分析，化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵的破壞和生成物的化學(xué)鍵的形成過程．

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

已知：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-93kJ•mol^-1．試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)計(jì)算a 的數(shù)值391
（4）已知：C（s，石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₂=-571.6kJ•mol^-1
2C₂H₂（g）+5O₂（g）=4CO₂（g）+2H₂O（l）△H₃=-2599kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，計(jì)算反應(yīng)2C（s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g）的△H=+226.7kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法可知，化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)熱成正比，并注意標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)來解答；
（2）根據(jù)電子流向可知c為負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液中陽離子移向正極，甲醇被氧化生成二氧化碳和水；
（3）根據(jù)反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能求算；
（4）利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱，并書寫熱化學(xué)方程式．

解答 解：（1）5gCH₃OH在氧氣中燃燒生成CO₂和液態(tài)水，放出113.5kJ熱量，64g即1molCH₃OH在氧氣中燃燒生成CO₂和液態(tài)水，放出1452.8kJ熱量，則熱化學(xué)方程式為：2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ，
故答案為：2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8kJ/mol；
（2）原電池中電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，根據(jù)電子流向可知c電極為負(fù)極，甲醇在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，氫離子移向正極右側(cè)，電極反應(yīng)式為CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺，
故答案為：a；右；CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺；
（3）N₂（g）+3H₂（g）???2NH₃（g）△H=945kJ•mol^-1+436kJ•mol^-1×3-akJ•mol^-1×6=-93kJ•mol^-1，a=391 kJ•mol^-1，故答案為：391；
（4）①C（s，石墨）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1
③2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-2599kJ•mol^-1
利用蓋斯定律將①×2+②×$\frac{1}{2}$-③×$\frac{1}{2}$可得：
2C（s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g）△H=（-393.5kJ/mol）×2+$\frac{1}{2}$×（-571.6kJ/mol）-$\frac{1}{2}$×（-2599 kJ/mol）=+226.7kJ•mol^-1，
故答案為：+226.7kJ•mol^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱化學(xué)方程式的書寫、原電池原理以及電極反應(yīng)式的書寫、據(jù)鍵能計(jì)算焓變、蓋斯定律的應(yīng)用，題目難度不大．