(16分)為了合理利用化學(xué)能,確保安全生產(chǎn),化工設(shè)計(jì)需要充分考慮化學(xué)反應(yīng)的焓變,并采取相應(yīng)措施。化學(xué)反應(yīng)的焓變通常用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定,也可進(jìn)行理論推算。
⑴實(shí)驗(yàn)測(cè)得,5g甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時(shí)釋放出113.5kJ的熱量,試寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式:____________________________________。
⑵下圖是某筆記本電腦用甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
放電時(shí)甲醇應(yīng)從______處通入(填“a”或“b”),電池內(nèi)部H+向_____(填“左”或“右”)移動(dòng)。寫出電池負(fù)極的電極反應(yīng)式:_______________________________。
⑶由氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量叫鍵能。從化學(xué)鍵的角度分析,化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵的破壞和生成物的化學(xué)鍵的形成過程。在化學(xué)反應(yīng)過程中,拆開化學(xué)鍵需要消耗能量,形成化學(xué)鍵又會(huì)釋放能量。
化學(xué)鍵
| H-H
| N-H
| N≡N
|
鍵能/kJ·mol-1
| 436
| a
| 945
|
已知反應(yīng)N
2(g)+3H
2(g)
2NH
3(g) △
H=-93 kJ·mol
-1。試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)計(jì)算
a的數(shù)值:_______________。
⑷依據(jù)蓋斯定律可以對(duì)某些難以通過實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進(jìn)行推算。
已知:C(s,石墨)+O
2(g)=CO
2(g) △
H1=
-393.5kJ·mol
-12H
2(g)+O
2(g)=2H
2O(l) △
H2=-571.6kJ·mol
-12C
2H
2(g)+5O
2(g)=4CO
2(g)+2H
2O(l) △
H3=
-2599kJ·mol
-1根據(jù)蓋斯定律,計(jì)算2C(s,石墨)+H
2(g)=C
2H
2(g)反應(yīng)的焓變△
H=________。