Question

11．回答下列問題：
（1）2molCH₄（g）和4mol O₂（g）反應(yīng)生成CO₂（g）和H₂O（g）過程中的能量變化如圖1所示．已知E₁=134KJ，E₂=368KJ．則熱化學(xué)方程式為2CH₄（g）+4O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-234 kJ•mol^-1生成18g H₂O（l）放出或吸收的能量（范圍）＞58.5KJ
請?jiān)趫D2中畫出加入催化劑后，反應(yīng)過程中的能量變化曲線．
（2）在一定條件下，已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)式：
C（石墨，s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁；   2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₂
2C₂H₂（g）+5O₂（g）=4CO₂（g）+2H₂O（l）△H₃
由C（石墨，s）和氣態(tài)H₂反應(yīng)合成氣態(tài)1mol C₂H₂的熱化學(xué)方程式2C （s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g））△H=2△H₁+$\frac{1}{2}$△H₂-$\frac{1}{2}$△H₃；
（3）工業(yè)上可通過CO（C≡O(shè)）和H₂化合制得CH₃OH（氣態(tài)），各鍵能數(shù)據(jù)如表所示

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

寫出合成1mol CH₃OH（氣態(tài)）的熱化學(xué)方程式CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH （g）△H=-116 kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）2molCH₄（g）和4mol O₂（g）反應(yīng)生成CO₂（g）和H₂O（g）放出熱量368-134=234kJ，根據(jù)熱化學(xué)方程式書寫原則進(jìn)行書寫；$\frac{18g}{18g/mol}$=1mol，由g→l，放熱，故生成1mol液態(tài)水放出的熱量大于$\frac{234kJ}{4}$=58.5；
（2）已知：①C （s，石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁；
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （l）△H₂；
③2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O （l）△H₃，①×2+②×$\frac{1}{2}$-③×$\frac{1}{2}$得，2C （s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g））△H=2△H₁+$\frac{1}{2}$△H₂-$\frac{1}{2}$△H₃，
故熱化學(xué)方程式2C （s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g））△H=2△H₁+$\frac{1}{2}$△H₂-$\frac{1}{2}$△H₃，據(jù)此進(jìn)行分析；
（3）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)焓變=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和計(jì)算，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)反應(yīng)的焓變寫出熱化學(xué)方程式．

解答 解：（1）2molCH₄（g）和4mol O₂（g）反應(yīng)生成CO₂（g）和H₂O（g）放出熱量368-134=234kJ，反應(yīng)熱化學(xué)方程式為2CH₄（g）+4O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-234 kJ•mol^-1；$\frac{18g}{18g/mol}$=1mol，由g→l，放熱，故生成1mol液態(tài)水放出的熱量大于$\frac{234kJ}{4}$=58.5KJ；加入催化劑，降低反應(yīng)物的活化能，反應(yīng)速率加快，圖象應(yīng)為，
故答案為：2CH₄（g）+4O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-234 kJ•mol^-1；＞58.5KJ；；
（2）已知：①C （s，石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁；
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （l）△H₂；
③2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O （l）△H₃，①×2+②×$\frac{1}{2}$-③×$\frac{1}{2}$得，2C （s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g））△H=2△H₁+$\frac{1}{2}$△H₂-$\frac{1}{2}$△H₃，故熱化學(xué)方程式2C （s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g））△H=2△H₁+$\frac{1}{2}$△H₂-$\frac{1}{2}$△H₃，
故答案為：2C （s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g））△H=2△H₁+$\frac{1}{2}$△H₂-$\frac{1}{2}$△H₃；
（3）CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH （g），反應(yīng)的焓變可以根據(jù)反應(yīng)物的總鍵能和生成物的總鍵能計(jì)算得到，焓變=反應(yīng)物總鍵能之和-生成物總鍵能之和，依據(jù)圖表提供的化學(xué)鍵的鍵能計(jì)算得到，）△H₁═1072KJ/mol+2×436KJ/mol-（3×413KJ/mol+358KJ/mol+463KJ/mol）=-116 kJ•mol^-1，熱化學(xué)方程式CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH （g）△H=-116 kJ•mol^-1，
故答案為：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH （g）△H=-116 kJ•mol^-1．

點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)反應(yīng)能量變化分析、圖象判斷和熱化學(xué)方程式書寫，掌握書寫熱化學(xué)方程式的基本要求是關(guān)鍵，題目較簡單．