Question

17．設N_A為阿伏加德羅常數的值，對反應：
①CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-a kJ/mol
②CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-b kJ/mol
（a、b均為正值），其他數據如表所示：

化學鍵	C=O	O=O	C-H	O-H
鍵能/kJ•mol-1	798	x	413	463

下列說法正確的是（　�。�

• A． H₂O（g）═H₂O（l）△S＜0，△H=（a-b）kJ/mol
• B． 當有4N_A個C-H鍵斷裂時，該反應放出熱量一定為a kJ
• C． x=$\frac{1796-b}{2}$
• D． 利用反應①設計的原電池電解精煉銅時，當負極輸出0.2N_A個電子時，電解槽的陽極一定減輕6.4g

Answer 1

分析 A．根據熱化學方程式①②及蓋斯定律進行計算；
B．有4N_A個C-H鍵斷裂時，反應消耗的甲烷為1mol，但是反應①②中放出熱量不同；
C．根據反應②及焓變=反應物總鍵能-生成物總鍵能進行計算；
D.0.2N_A個電子的物質的量為0.2mol，由于粗銅中含有鐵、鋅等雜質，則陽極銅失去的電子小于0.2mol，物質的量小于0.1mol．

解答 解：A．①CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-a kJ/mol、②CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-b kJ/mol，根據蓋斯定律$\frac{1}{2}$（①-②）可得：H₂O（g）═H₂O（l）△H=$\frac{1}{2}$（b-a）kJ/mol，故A錯誤；
B．有4N_A個C-H鍵斷裂時，反應消耗了1mol甲烷，若按照反應①進行，放熱熱量為akJ，若按照反應②進行，放熱熱量為bkJ，故B錯誤；
C．根據反應②可知，△H₂=413kJ/mol×4+2xkJ/mol-（798×2+463×4）kJ/mol=-b kJ/mol，整理可得：x=$\frac{1796-b}{2}$，故C正確；
D．電解精煉銅時，當負極輸出0.2N_A個電子時，轉移電子的物質的量為0.2mol，若完全由銅放電，參加反應的銅的物質的量為$\frac{0.2mol}{2}$=0.1mol，質量為：64g/mol×0.1mol=6.4g，由于粗銅中含有雜質鐵、鋅，所以電解槽的陽極減輕的質量不一定為6.4g，故D錯誤；
故選C．

點評 本題考查了反應熱的計算，題目難度中等，涉及電解精煉銅、蓋斯定律在熱化學方程式中的應用、焓變與化學鍵的關系等知識，明確蓋斯定律的內容為解答關鍵，注意掌握焓變與反應物、生成物總鍵能的關系．