Question

【題目】到目前為止，由化學能轉變的熱能或電能仍然是人類使用的最主要的能源．

(1)在25℃、101kPa下，16g的甲醇(CH3OH)完全燃燒生成CO2和液態水時放出352kJ的熱量，則表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式為_____________________。

(2)化學反應中放出的熱能(焓變，△H)與反應物和生成物的鍵能(E)有關．

已知：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=﹣185kJ/mol，

E(H﹣H)=436kJ/mol，E(Cl﹣Cl)=243kJ/mol則E(H﹣Cl)=_____________

(3)納米級Cu2O由于具有優良的催化性能而受到關注．已知：

2Cu(s)+O2(g)═Cu2O(s)△H=﹣169kJmol﹣1，

C(s)+O2(g)═CO(g)△H=﹣110.5kJmol﹣1，

2Cu(s)+O2(g)═2CuO(s)△H=﹣314kJmol﹣1

則工業上用炭粉在高溫條件下還原CuO制取Cu2O和CO的熱化學方程式_____________。

(4)如圖是N2和H2反應生成2molNH3過程中能量變化示意圖：

①請計算每生成1molNH3放出熱量為：_________．

②若起始時向容器內放入1molN2和3molH2達平衡后N2的為20%，則反應放出的熱量為Q1kJ，則Q1的數值為_________．

Answer 1

【答案】

(1)CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)；△H=-704kJ·mol．-1

(2)434kJ/mol

(3)C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g)△H=+34.5kJ·mol．-1

(4)46.1kJ；18.44

【解析】

試題分析：(1)16g的甲醇(CH3OH)完全燃燒生成CO2和液態水時放出352kJ的熱量，32g甲醇即1mol，燃燒生成二氧化碳和液態水放熱704KJ，標注物質聚集狀態和對應焓變寫出熱化學方程式為：CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-704KJ/mol；

(2)H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)△H=-185kJ/mol，E(H-H)=436kJ/mol，E(Cl-Cl)=243kJ/mol，△H=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和得到：-185kJ/mol=436KJ/mol+243KJ/mol-2E(H-Cl)，則E(H-Cl)=432kJ/mol；故答案為：432kJ/mol；

(3)①2Cu(s)+O2(g)═Cu2O(s)△H=-169kJmol-1，

②C(s)+O2(g)═CO(g)△H=-110.5kJmol-1，

③2Cu(s)+O2(g)═2CuO(s)△H=-314kJmol-1，

依據蓋斯定律②+①-③得到C(s)+2CuO(s)═Cu2O(s)+CO(g)△H=+34.5KJ/mol；

則工業上用炭粉在高溫條件下還原CuO制取Cu2O和CO的熱化學方程式為C(s)+2CuO(s)═Cu2O(s)+CO(g)△H=+34.5KJ/mol；

(4)①圖象分析可知，N2和H2反應生成2molNH3過程中能量變化示意圖可知反應放熱427.2KJ-335KJ=92.2KJ，每生成1molNH3放出熱量46.1KJ；故答案為：46.1kJ；

②如圖是N2和H2反應生成2molNH3過程中能量變化示意圖，反應焓變△H=335KJ/mol-427.2KJ/mol=-92.2KJ/mol，

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.2KJ/mol

1 30

0.2 0.6 0.4

生成0.4mol氨氣放熱=×92，2KJ=18.44KJ，故答案為：18.44。