Question

【題目】為解決能源短缺問題，工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)合理利用化學(xué)能。

（1）25℃，1.01×105Pa時，實驗測得，4g氫氣在O2中完全燃燒生成液態(tài)水，放出572kJ的熱量，則表示H2的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為________________________________。

（2）下圖是某筆記本電腦使用的甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。放電時甲醇應(yīng)從_________處通入（填“a”或“b”），電池內(nèi)部H+向_________（填“左”或“右”）移動。寫出電池負極的電極反應(yīng)式_________________________________。

（3）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。

化學(xué)鍵	H-H	N-H	N≡N
鍵能/ kJ·mol-1	436	a	945

已知：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-93 kJ·mol-1。試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)計算a的數(shù)值__________。

（4）已知：C（s，石墨）+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5 kJ·mol-1 ①

2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H2=-571.6 kJ·mol-1 ②

2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(1) △H3=-2599 kJ·mol-1 ③

根據(jù)蓋斯定律，計算反應(yīng)2C（s，石墨）+H2(g)=C2H2(g)的△H=_______________。

Answer 1

【答案】 H2(g)+O2(g)=H2O(1) △H=-286kJ/mol a 右 CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+ 391 +226.7kJ·mol-1

【解析】(1)燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量，根據(jù)n=計算1mol氫氣完全燃燒放出的熱量，結(jié)合熱化學(xué)方程式的書寫方法寫出熱化學(xué)方程式；(2)根據(jù)電子流向可知a為負極，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，b為正極發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中陽離子移向正極；(3)根據(jù)反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能求算；(4)利用蓋斯定律分析解答。

(1)4g氫氣即2mol在O2中完全燃燒生成液態(tài)水，放出572kJ的熱量，則1mol氫氣在氧氣中燃燒生成液態(tài)水，放出286kJ的熱量，則表示H2的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H=-286kJ/mol，故答案為：H2(g)+ O2(g)═H2O(l)△H=-286kJ/mol；

(2)原電池中電子從負極經(jīng)外電路流向正極，根據(jù)電子流向可知a電極為負極，甲醇在負極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+，b為正極，氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為3O2+12e-+12H+═6H2O，氫離子移向正極右側(cè)，故答案為：a；右；CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+；

(3)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=945kJmol-1+436kJmol-1×3-akJmol-1×6=-93kJmol-1，a=391 kJmol-1，故答案為：391；

(4)①C(s，石墨)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5kJmol-1，②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJmol-1，③2C2H2(g)+5O2(g)═4CO2(g)+2H2O(l)△H=-2599kJmol-1，利用蓋斯定律將①×2+②×-③×可得：2C(s，石墨)+H2(g)=C2H2(g)△H=(-393.5kJ/mol)×2+×(-571.6kJ/mol)- ×(-2599 kJ/mol)=+226.7kJmol-1，故答案為：+226.7kJmol-1。