Question

11．（1）家用液化氣的主要成分之一是丁烷（C₄H₁₀），當(dāng)1kg丁烷完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時(shí)，放出熱量為5×10⁴kJ，試寫(xiě)出表示丁烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式C₄H₁₀（g）+13/2O₂（g）=4CO₂（g）+5H₂O（l）△H=-2900KJ/mol．
（2）科學(xué)家利用太陽(yáng)能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇，并開(kāi)發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池．已知H₂（g）、CO（g）和CH₃OH（l）的燃燒熱△H分別為-285.8kJ/mol、-283.0kJ/mol和-726.5kJ/mol．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
①用太陽(yáng)能分解10mol水消耗的能量是2 858kJ；
②甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式CH₃OH（1）+O₂（g）═CO（g）+2H₂O（1）△H=-443.5 kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)燃燒熱的概念和熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)方法寫(xiě)出，注意物質(zhì)的聚集狀態(tài)，焓變的計(jì)算；
（2）①由氫氣的燃燒熱可知水分解吸收的能量，然后利用化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)熱的關(guān)系來(lái)計(jì)算；
②根據(jù)CO和CH₃OH的燃燒熱先書(shū)寫(xiě)熱方程式，再利用蓋斯定律來(lái)分析甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式；

解答 解：（1）1kg丁烷的物質(zhì)的量為：$\frac{1000g}{58g/mol}$=$\frac{1000}{58}$mol，完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時(shí)，放出熱量為5×10⁴kJ，則1mol丁烷完全反應(yīng)放熱$\frac{58}{1000}$×5×10⁴kJ=2900KJ，燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)放出的熱量，依據(jù)反應(yīng)物和產(chǎn)物狀態(tài)標(biāo)注聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)量下的反應(yīng)熱，書(shū)寫(xiě)的熱化學(xué)方程式為：C₄H₁₀（g）+$\frac{13}{2}$O₂（g）═4CO₂（g）+5H₂O（l）△H=-2900kJ/mol；
故答案為：C₄H₁₀（g）+$\frac{13}{2}$O₂（g）=4CO₂（g）+5H₂O（l）△H=-2900KJ/mol；
（2）①由H₂（g）的燃燒熱△H為-285.8kJ•mol^-1知，1molH₂（g）完全燃燒生成1molH₂O（l）放出熱量285.8kJ，即分解1mol H₂O（l）為1mol H₂（g）消耗的能量為285.8kJ，則分解10mol H₂O（l）消耗的能量為285.8kJ×10=2858kJ，
故答案為：2858；
②由CO（g）和CH₃OH（l）的燃燒熱△H分別為-283.0kJ•mol^-1和-726.5kJ•mol^-1，則
①CO（g）+1/2O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ•mol^-1
②CH₃OH（l）+3/2O₂（g）=CO₂（g）+2 H₂O（l）△H=-726.5kJ•mol^-1
由蓋斯定律可知用②-①得反應(yīng)CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l），該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=-726.5kJ•mol^-1-（-283.0kJ•mol^-1）=-443.5kJ•mol^-1，
故答案為：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l）△H=-443.5kJ•mol^-1；

點(diǎn)評(píng) 本題綜合性較強(qiáng)，考查知識(shí)點(diǎn)較多，注重了對(duì)高考熱點(diǎn)的考查，學(xué)生應(yīng)熟悉燃燒熱、蓋斯定律、熱化學(xué)反應(yīng)方程式等重要知識(shí)，題目難度中等．