Question

【題目】為解決能源短缺問題，工業生產中應合理利用化學能。

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

(2)上圖是某筆記本電腦使用的甲醇燃料電池的結構示意圖。放電時甲醇應從________處通入(填“a”或“b”)，電池內部H＋向_______(填“左”或“右”)移動。寫出電池負極的電極反應式________。正極的電極反應式_______________________。

(3)從化學鍵的角度分析，化學反應的過程就是反應物的化學鍵的破壞和生成物的化學鍵的形成過程。

化學鍵	H—H	N—H	N≡N
鍵能/kJ·mol－1	436	a	945

已知：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－93 kJ·mol－1。

試根據表中所列鍵能數據計算a的數值________。

當可逆反應中凈生成N—H物質的量為2mol 時，反應放熱_____________。

(4)已知：C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 ①

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1 ②

2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH3＝－2599 kJ·mol－1 ③

根據蓋斯定律，計算反應2C(s，石墨)＋H2(g)===C2H2(g)的ΔH＝________。

Answer 1

【答案】 H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ/mol a 右 2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2＋12H＋ 3O2＋12e－＋12H＋=== 6H2O 391 31 kJ ＋226.7 kJ·mol－1

【解析】（1）4 g氫氣即2mol氫氣在O2中完全燃燒生成液態水，放出572 kJ的熱量，由于在一定條件下，1mol可燃物完全燃燒生成穩定氧化物時所放出的熱量是燃燒熱，則表示H2的燃燒熱的熱化學方程式為H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l)　ΔH＝－286 kJ/mol；（2）原電池中電子從負極經外電路流向正極，根據電子流向可知a電極為負極，甲醇在負極上發生氧化反應，氫離子移向正極右側，電極反應式為2CH3OH＋2H2O－12e－＝2CO2↑＋12H＋，正極是氧氣得到電子，電極反應式為3O2＋12e－＋12H＋＝6H2O；（3）N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g)的△H=945kJmol-1+436kJmol-1×3-akJmol-1×6＝-93kJmol-1，a=391 kJmol-1；（4）已知：

①C(s，石墨)＋O2(g)＝CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1

②2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)　ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1

③2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH3＝－2599 kJ·mol－1

利用蓋斯定律將①×2+②×1/2-③×1/2可得：2C(s，石墨)＋H2(g)＝C2H2(g)△H=（-393.5kJ/mol）×2+0.5×（-571.6kJ/mol）-0.5×（-2599 kJ/mol）＝+226.7kJmol-1。