Question

【題目】甲烷、一氧化碳和氫氣、甲醇等既是重要的燃料也是重要的化工原料． 已知：
①2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H1=﹣571.6kJmol﹣1
②CH4（g）+ O2（g）═CO（g）+2H2（g）△H2=﹣36kJmol﹣1
③CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H3=+216kJmol﹣1
（1）氫氣的燃燒熱為 ， 寫出甲烷不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式： ．
（2）現(xiàn)有1mol由H2O（g）與O2組成的混合氣體，且O2的體積分數(shù)為x，將此混合氣體與足量CH4充分反應(yīng)．當x=時，反應(yīng)②與③放出（或吸收）的總能量為0．若②反應(yīng)過程中能量轉(zhuǎn)化過程如圖所示，下列有關(guān)說法中正確的是 ．
A．E1=36kJ B．E2=36kJ C．E1﹣E2=36kJ D．E3﹣E1=36kJ
（3）工業(yè)上可通過CO和H2化合制得CH3OH：CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H1（CO結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)）．又知某些化學(xué)鍵的鍵能（斷開1mol化學(xué)鍵時所需要的最低能量）數(shù)值如表：

化學(xué)鍵	C﹣C	C﹣H	H﹣H	C﹣O	C≡O(shè)	H﹣O
鍵能 （kJ/mol）	348	413	436	358	1072	463

則△H1= ．

Answer 1

【答案】
（1）△H=﹣285.8kJ?mol﹣1；CH4（g）+ O2（g）═CO（g）+2H2O（l）△H=﹣607.6kJ?mol﹣1
（2）0.75；C
（3）﹣116kJ?mol﹣1
【解析】解：（1）2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H1=﹣571.6kJmol﹣1 ， 即1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量285.8 kJ，故氫氣的燃燒熱為△H=﹣285.8 kJmol﹣1 ， ①2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H1=﹣571.6kJmol﹣1②CH4（g）+ O2（g）═CO（g）+2H2（g）△H2=﹣36kJmol﹣1依據(jù)蓋斯定律①+②得到甲烷不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為：CH4（g）+ O2（g）═CO（g）+2H2O（l）△H=﹣607.6 kJmol﹣1 ， 所以答案是：△H=﹣285.8 kJmol﹣1；CH4（g）+ O2（g）═CO（g）+2H2O（l）△H=﹣607.6 kJmol﹣1；（2）由反應(yīng)②和③△H的數(shù)值可知，當O2與H2O的物質(zhì)的量之比為3：1時，反應(yīng)②與③的總能量變化為0，O2的體積分數(shù)為x=0.75；由方程式②知36 kJ是該反應(yīng)的能量變化，數(shù)值上與該反應(yīng)的反應(yīng)熱相等，而反應(yīng)熱應(yīng)等于生成物與反應(yīng)物的能量之差，故36 kJ是E1、E2數(shù)值的差，所以答案是：0.75；C；（3）工業(yè)上可通過CO和H2化合制得CH3OH：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）中的焓變△H1=反應(yīng)物總鍵能﹣生成物總鍵能，依據(jù)圖表提供的化學(xué)鍵的鍵能計算得到△H1=1072kJmol﹣1+2×436kJmol﹣1﹣（3×413kJmol﹣1+358kJmol﹣1+463kJmol﹣1）=﹣116 kJmol﹣1 ， 所以答案是：﹣116 kJmol﹣1 ．