Question

【題目】回答下列問題：

(1)已知兩種同素異形體A、B的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：

A(s)+O2(g)═CO2(g)△H＝﹣393.51 kJmol﹣1

B(s)+O2(g)═CO2(g)△H＝﹣395.41 kJmol﹣1

則兩種同素異形體中較穩(wěn)定的是(填“A”或“B”)_____。

(2)工業(yè)上用H2和Cl2反應(yīng)制HCl，各鍵能數(shù)據(jù)為：H﹣H：436kJ/mol，Cl﹣Cl：243kJ/mol，H﹣Cl：431kJ/mol。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_____。

(3)合成氣(CO和H2為主的混合氣體)不但是重要的燃料也是重要的化工原料，制備合成氣的方法有多種，用甲烷制備合成氣的反應(yīng)為：

①2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)；△H1＝﹣72kJmol﹣1

②CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)；△H2＝+216kJmol﹣1

氫氣與氧氣反應(yīng)生成水蒸氣的熱化學(xué)方程式為_____�，F(xiàn)有1mol由H2O(g)與O2組成的混合氣，且O2的體積分?jǐn)?shù)為x，將此混合氣與足量CH4充分反應(yīng)．

若x＝0.2時(shí)，反應(yīng)①放出的能量為_____kJ；

若x＝_____時(shí)，反應(yīng)①與②放出(或吸收)的總能量為0。

Answer 1

【答案】A H2(g)+Cl2(g)＝2HCl(g) △H＝﹣183 kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)═H2O(g) △H＝﹣252kJmol﹣1 14.4 0.75

【解析】

（1）根據(jù)蓋斯定律：①-②分析反應(yīng)的熱效應(yīng)，能量越高越不穩(wěn)定；

（2）反應(yīng)方程式為：H2+Cl2=2HCl，根據(jù)吸收的能量之和與放出的能量之和的相對(duì)大小判斷反應(yīng)的吸放熱，二者的差值即為焓變的數(shù)值；

（3）根據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算寫出熱化學(xué)方程式；寫出水與甲烷反應(yīng)的熱化學(xué)方程式和氧氣與甲烷反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，再根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算。

（1）由①A（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.51kJ/mol；②B（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-395.41kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律：①-②得：A（s）=B（s）△H＞0，所以B的能量高，能量越高越不穩(wěn)定，A較穩(wěn)定；

（2）反應(yīng)方程式為：H2+Cl2=2HCl，生成2mol HCl，需吸收能量：436kJ+243kJ=679kJ，放出能量：2×431kJ=862kJ，放出的能量大于吸收的能量，則該反應(yīng)放熱，焓變?yōu)樨?fù)號(hào)，且放出的熱量為：864kJ-679kJ=185kJ，所以△H=-183KJ/mol，所以反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）△H=-183 kJ/mol；

（3）依據(jù)蓋斯定律①-②得到氫氣與氧氣反應(yīng)生成水蒸氣的熱化學(xué)方程式為：H2（g）+O2（g）═H2O（g）△H=-252kJmol-1。CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g） △H2=+216kJmol-1，2CH4（g）+O2（g）═2CO（g）+4H2（g） △H1=-72kJmol-1，若x=0.2，有0.8molH2O（g）和0.2molO2（g），0.2mol氧氣反應(yīng)放熱0.2mol×36KJ/mol×2=14.4KJ。反應(yīng)①與②放出（或吸收）的總能量為0時(shí)，設(shè)水蒸氣物質(zhì)的量為amol，則氧氣物質(zhì)的量為（1-a）mol，有216KJ/mol×amol=72KJ/mol×（1-a）mol，解得：a=0.25mol，所以x==0.75。