Question

Ⅰ．氨氣是氮循環中的重要物質，在人類的生產和生活中有著廣泛的應用．根據所學知識，據此完成下列要求．
（1）如圖是N₂與H₂反應過程中能量變化的示意圖，寫出該反應生成液態氨的熱化學方程式為

N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（1）△H=2（a-b-c）kJ?mol^-1

．
（2）若由N₂和H₂合成1molNH₃時可放出46.2kJ/mol的熱量．從手冊上查出N≡N鍵的鍵能是948.9kJ/mol，H-H鍵的鍵能是436.0kJ/mol，則N-H鍵的鍵能是

391.55

 kJ/mol．
Ⅱ．已知25℃、101kpa時，一些物質的燃燒熱為：

化學式	CO（g）	H2（g）	CH3OH（l）	CH4（g）
△H/（kJ/mol）	-283.0	-285.8	-726.5	-890.3

（1）寫出該條件下CH₃OH（l）完全燃燒的熱化學方程式：

CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5 kJ?mol^-1

．
（2）根據蓋斯定律完成下列反應的熱化學方程式：
CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l）△H=

-128.1KJ/mol

．
（3）現有H₂和CH₄的混合氣體112L（標準狀況），使其完全燃燒生成CO₂（g）和H₂O（l），共放出熱量3242.5kJ，則原混合氣體中H₂和CH₄的物質的量之比是

D

．
A．1：1B．1：3C．1：4D．2：3．

Answer 1

分析：I（1）根據反應熱等于舊鍵斷裂吸收的能量減去新鍵形成所放出的能量計算反應熱并書寫熱化學方程式，同時注意反應物的物質的量和生成物的聚集狀態；
（2）根據斷裂舊鍵要吸熱，形成新鍵要放熱，反應熱等于反應物的總鍵能減去生成物的總鍵能計算；
II（1）燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩定氧化物時放出的熱量，根據熱化學方程式的書寫規則書寫；
（2）依據CO、H₂、CH₃OH反應的燃燒熱化學方程式，依據蓋斯定律計算得到；
（3）依據H₂、CH₄的燃燒熱化學方程式和反應熱，列式計算；

解答：解：I（1）解：由圖可以看出，斷裂

1

2

molN₂（g）和

3

2

molH₂（g）的吸收能量為akJ，形成1molNH₃（g）的所放出的能量為bkJ，
所以，

1

2

molN₂（g）+

3

2

molH₂（g）?NH₃（g）△H=（a-b）kJ/mol，
而1mol的NH₃（g）轉化為1mol的NH₃（l）放出的熱量為ckJ，
所以有：

1

2

molN₂（g）+

3

2

molH₂（g）?NH₃（l）△H=（a-b-c）kJ/mol，
即：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（1）△H=2（a-b-c）kJ?mol^-1，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（1）△H=2（a-b-c）kJ?mol^-1；
（2）N₂和H₂合成NH₃的方程式為：N₂+3H₂2NH₃，由N₂和H₂合成1molNH₃時可放出46.2kJ/mol的熱量，則反應的△H=-2×46.2=-92.4kJ/mol，
1molN₂和3molH₂反應斷裂化學鍵需要吸收的能量為：1mol×948.9kJ?mol^-1+3×436.0kJ?mol^-1=2256.9kJ，
N-H鍵的鍵能為x，形成2molNH₃需要形成6molN-H鍵，則形成6molN-H鍵放出的能量為6x，
則2256.9-6×x=-92.4kJ/mol，解得x=391.55kJ/mol，
故答案為：391.55；
II（1）1mol甲醇完全燃燒生成二氧化碳和液態水放熱726.5KJ；燃燒熱的熱化學方程式為：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5 kJ?mol^-1，
故答案為：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5 kJ?mol^-1；
（2）依據題干寫出物質的燃燒熱化學方程式：①CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）；△=-726.5KL/mol；
②CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283KJ/mol；
③H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.5KJ/mol；
依據蓋斯定律③×2+②-①得到：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（l）△H=-128.1KJ/mol；
故答案為：-128.1KJ/mol；
（3）有H₂和CH₄的混合氣體112L（標準狀況）物質的量=

112L

22.4L/mol

=5mol，使其完全燃燒生成CO₂（g）和H₂O（l），共放出熱量3242.5kJ，設H₂物質的量為X、CH₄物質的量為5-X；依據熱化學方程式列式計算：
H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.5KJ/mol；
1                         285.5KJ
X                         285.5XKJ
CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+H₂O（l）△H=-890.3KJ/mol；
1                                 890.3KJ
5-X                              （5-X）×890.3KJ
 285.5XKJ+（5-X）×890.3KJ=3242.5kJ
解得到：X=2mol，甲烷物質的量為3mol
則原混合氣體中H₂和CH₄的物質的量之比是2：3；
故答案為：D．

點評：本題考查了熱化學方程式的書寫方法，燃燒熱的概念分析應用，蓋斯定律的計算應用，理解燃燒熱概念是解題關鍵，題目難度中等．