Question

15．（1）已知：2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H₁；
2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H₂，則△H₁＞△H₂
（2）在298K、100kPa時(shí)，已知：
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₁
2HCl（g）═Cl₂（g）+H₂（g）△H₂
4HCl（g）+O₂（g）═2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H₃
則△H₃與△H₁和△H₂的關(guān)系是：△H₃=△H₁+2△H₂
（3）消除氮氧化物的污染對(duì)環(huán)境至關(guān)重要，用CH₄催化還原NO_x可以消除氮氧化物的污染．已知一定條件下：
CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ•mol^-1
CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ•mol^-1
則該條件下，用CH₄還原NO₂至N₂的熱化學(xué)方程式為：CH₄（g）+2NO₂（g）=CO₂（g）+N₂（g）△H=-867kJ/mol
（4）乙烯是石油裂解氣的主要成分之一，25℃、101kPa時(shí)，1g乙烯燃燒生成CO₂氣體與液態(tài)水，放出50.5kJ的熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C₂H₄（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-1414KJ/mol；利用該反應(yīng)設(shè)計(jì)為燃料電池中，通入乙烯的電極為電池的負(fù)極（填“正極”或“負(fù)極”）．

Answer 1

分析 （1）甲醇的燃燒是放熱反應(yīng)，而對(duì)于放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的能量越高，反應(yīng)放出的熱量越高；
（2）一個(gè)反應(yīng)無論是一步完成還是分為幾步完成，其熱效應(yīng)是相同的，據(jù)此分析；
（3）根據(jù)蓋斯定律來書寫熱化學(xué)方程式；
（4）25℃、101kPa時(shí)，1g乙烯完全燃燒生成CO₂氣體與液態(tài)水，放出50.5kJ的熱量，則1molC₂H₄完全燃燒放出50.5×28=-1414kJ的熱量；在燃料電池中，可燃性物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)．

解答 解：（1）甲醇的燃燒是放熱反應(yīng)，而對(duì)于放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的能量越高，反應(yīng)放出的熱量越高．等物質(zhì)的量的CH₃OH（l）的能量低于CH₃OH（g），故2molCH₃OH（l）燃燒時(shí)放出的熱量低于2molCH₃OH（g）燃燒放出的熱量，而放熱反應(yīng)的△H小于0，故△H₁＞△H₂，故答案為：＞；
（2）一個(gè)反應(yīng)無論是一步完成還是分為幾步完成，其熱效應(yīng)是相同的，已知反應(yīng)：
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₁  ①
2HCl（g）═Cl₂（g）+H₂（g）△H₂   ②
4HCl（g）+O₂（g）═2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H₃  ③
將①+②×2=③，故反應(yīng)熱△H₃=△H₁+2△H₂，故答案為：△H₁+2△H₂；
（3）①CH₄（g）+4NO₂（g）→4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ•mol^-1
    ②CH₄（g）+4NO（g）→2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律（①+②）×$\frac{1}{2}$，得：CH₄（g）+2NO₂（g）=CO₂（g）+N₂（g）△H=-867kJ/mol，故答案為：CH₄（g）+2NO₂（g）=CO₂（g）+N₂（g）△H=-867kJ/mol；
（4）甲是石油裂解氣的主要成分之一，乙為O₂，且甲分子和乙分子具有相同的電子數(shù)，則甲為C₂H₄，25℃、101kPa時(shí)，1g甲完全燃燒生成CO₂氣體與液態(tài)水，放出50.5kJ的熱量，則1molC₂H₄完全燃燒放出50.5×28=-1414kJ的熱量，則乙烯燃燒的熱化學(xué)方程式為C₂H₄（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-1414KJ/mol；該反應(yīng)設(shè)計(jì)的燃料電池中，可燃性物質(zhì)乙烯發(fā)生氧化反應(yīng)，在負(fù)極放電，
故答案為：C₂H₄（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-1414KJ/mol；負(fù)極．

點(diǎn)評(píng) 本題考查蓋斯定律的應(yīng)用、熱化學(xué)方程式的書寫，為高頻考點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．