Question

到目前為止，由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芑螂娔苋匀皇侨祟愂褂米钪饕�的能源�?/span>

（1）化學(xué)反應(yīng)中放出的熱能（焓變，ΔH）與反應(yīng)物和生成物在反應(yīng)過程中斷鍵和形成新鍵過程中吸收和放出能量的大小有關(guān)。

已知：H2（g）＋Cl2（g）=2HCl（g） ΔH＝－185 kJ/mol，斷裂1 mol H—H鍵吸收的能量為436 kJ，斷裂1 mol Cl—Cl鍵吸收的能量為247 kJ，則形成1 mol H—Cl鍵放出的能量為 。

（2）燃料燃燒將其所含的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)槲覀兯�需要的熱能。已知�?/span>

①CH4（g）＋2O2（g）=CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－890．3 kJ·mol-1

②C（s,石墨）＋O2（g）=CO2（g） ΔH＝－393．5 kJ·mol－1

③2H2（g）＋O2（g）=2H2O（l） ΔH＝－571．6 kJ·mol-1

標(biāo)準(zhǔn)狀況下22．4 L氫氣和甲烷的混合氣體在足量的氧氣中充分燃燒反應(yīng)放出588．05 kJ的熱量，原混合氣體中氫氣的質(zhì)量是 。根據(jù)以上三個熱化學(xué)方程式，計(jì)算C（s,石墨）＋2H2（g）=CH4（g）的反應(yīng)熱ΔH為 。

 

Answer 1

（1）434 kJ （2）1．0 g -74．8 kJ/mol

【解析】解答本題時應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：

（1）根據(jù)ΔH=舊鍵斷裂吸收的能量－新鍵形成放出的能量，可以求斷鍵或成鍵吸收或放出的能量。

（2）根據(jù)求解的反應(yīng)C（s,石墨）＋2H2（g）=CH4（g），找出可用的已知熱化學(xué)方程式①②③，然后將熱化學(xué)方程式進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，然后進(jìn)行加和即得。

（1）H2（g）＋Cl2（g）=2HCl（g） ΔH＝－185 kJ/mol ，該反應(yīng)的ΔH=舊鍵斷裂吸收的能量－新鍵形成放出的能量，設(shè)形成1 mol H—Cl鍵放出的能量為x，則每發(fā)生這樣的反應(yīng)1 mol，ΔH=436 kJ·mol－1＋247 kJ·mol－1－2x=－185 kJ·mol－1，解得x=434 kJ·mol－1，所以每形成1 mol H—Cl鍵放出

434 kJ的熱量。

（2）設(shè)混合氣體中CH4的物質(zhì)的量為a，H2的物質(zhì)的量為b，a＋b=1 mol

890．3 kJ·mol-1×a＋571．6 kJ·mol-1×b/2=588．05 kJ，解得a=0．5 mol，b=0．5 mol，所以H2的質(zhì)量為0．5 mol×2 g·mol－1=1．0 g。

根據(jù)反應(yīng)C（s,石墨）＋2H2（g）=CH4（g）可知，②＋③－① 即得，所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱為ΔH=－571．6 kJ·mol－1－393．5 kJ·mol－1＋890．3 kJ·mol－1

=－74．8 kJ·mol－1。