Question

【題目】已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=－572kJ/mol

②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=－484kJ/mol

③CH4(g)+2O2(g)=2H2O(l)+CO2(g);△H=－890kJ/mol

（1）已知H-H的鍵能436kJ/molO=O的鍵能496kJ/molH-O的鍵能463kJ/mol，根據上述數據計算①②哪一個反應可以通過鍵能直接計算得出 。并計算寫出反應 H2O ( l ) = H2O ( g )的焓變△H= 。

（2）請根據題干計算CO2（g）+4H2( g ) =CH4( g ) +2H2O( g )的焓變△H= 。

（3）在①②③三個方程式中哪一個是燃燒熱的熱化學方程式 。（填反應方程式的序號）標準狀況下，取甲烷和氫氣的混合氣體11.2 L完全燃燒后恢復到常溫，則放出的熱量為263.8kJ，試求混合氣體中甲烷和氫氣體積比 。

Answer 1

【答案】（1）② +44 kJ·mol-1；（2）△H="-166" kJ·mol-1；（3）① 2:3

【解析】試題分析：（1）鍵能是指常溫常壓下，將1mol氣體分子拆成中性氣態原子所需要的能量，所以已知H-H的鍵能436kJ/mol O=O的鍵能496kJ/mol H-O的鍵能463kJ/mol，只能計算氫氣和氧氣生成水蒸氣的反應熱，所以只能計算反應②的焓變，已知反應①2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) △H1= －572kJ/mol，反應②2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( g ) △H2= －484kJ/mol，根據蓋斯定律由（②-①）/2得；H2O ( l ) = H2O ( g ) △H=（△H2-△H1）/2=（－484kJ/mol+572kJ/mol）/2="+44" kJ·mol-1；

（2）已知反應③CH4( g ) + 2O2 ( g ) = 2H2O ( l ) + CO2 ( g ); △H3= －890 kJ/mol，根據蓋斯定律，反應②+①-③得反應：CO2（g）+4H2( g ) =CH4( g ) +2H2O( g ) △H=（△H1+△H2）- △H3=（－572kJ/mol－484kJ/mol）-（－890 kJ/mol）="-166" kJ·mol-1；

（3）燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成1mol穩定氧化物放出的熱量，對于碳元素燃燒的產物必須是CO2(g)，氫元素必須是液態的水，在①②③三個方程式中只有①才是燃燒熱的熱化學方程式，標準狀況下，取甲烷和氫氣的混合氣體11.2 L完全燃燒后恢復到常溫，則放出的熱量為263.8kJ，設甲烷的物質的量為xmol、氫氣的物質的量為ymol， ，x="0.2mol" 、 y=0.3mol；混合氣體中甲烷和氫氣體積比為2:3。