Question

【題目】能源是人類生存和發展的重要支柱，研究化學反應過程中的能量變化在能源緊缺的今天具有重要的理論意義，已知下列熱化學方程式 ①H2（g）+ O2（g）=H2O（g）△H=﹣242kJ/mol；
②2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=﹣572kJ/mol；
③C（s）+ O2（g）=CO（g）△H=﹣110.5kJ/moL；
④C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=﹣393.5kJ/moL；
⑤CO2（g）+2H2O（g）=CH4（g）+2O2（g）△H=+802kJ/moL

化學鍵	O=O	C﹣C	H﹣H	O﹣O	C﹣O	O﹣H	C﹣H
鍵能kJ/mol	497	348	436	142	351	463	414

回答下列問題
（1）寫出能表示H2燃燒熱的熱化學方程式：
（2）計算C（s）+H2O（g）H2（g）+CO（g）△H=kJ/moL；
（3）估算出C=O鍵能為kJ/moL．
（4）CH4的燃燒熱△H=﹣kJ/moL．
（5）25℃、101kPa下，某燃具中CH4的燃燒效率是90%（注：相當于10%的CH4未燃燒），水壺的熱量利用率是70%，則用此燃具和水壺，燒開1L水所需要的CH4的物質的量為mol[保留到小數點后2位；c （H2O）=4.2J/（g℃）]．

Answer 1

【答案】
（1）H2（g）+0.5 O2（g）=H2O（l）△H=﹣286kJ/mol
（2）+131.5
（3）800
（4）890
（5）0.56
【解析】解：（1）因燃燒熱在某一溫度和壓強下lmol某物質B完全燃燒生成穩定化合物時所釋放出的熱量，由②可得H2的燃燒熱為286kJmol﹣1；所以熱化學方程式為：H2（g）+0.5 O2（g）=H2O（l）△H=﹣286kJ/mol，故答案為：H2（g）+0.5 O2（g）=H2O（l）△H=﹣286kJ/mol；（2）因③﹣①可得：C（s）+H2O（g）=H2（g）+CO （g）△H=+131.5kJmol﹣1，故答案為：+131.5；（3）CO2（g）+2H2O（g）═CH4（g）+2O2（g）△H═+802kJ/moL，設C=O鍵能為x，

反應焓變△H=反應物鍵能總和﹣生成物鍵能總和=2x+2×2×463KJ/mol﹣（4×414KJ/mol+2×497KJ/mol）=802KJ/mol

x=800KJ/mol；故答案為：800；（4）①H2（g）+ O2（g）═H2O（g）△H═﹣242kJ/mol；②H2（g）+ O2（g）=H2O（l）△H=﹣286kJ/mol；⑤CO2（g）+2H2O（g）═CH4（g）+2O2（g）△H═+802kJ/moL[①×2﹣②]﹣⑤，CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H═890KJ/mol；故答案為：890；（5）25℃、101kPa下，某燃具中CH4的燃燒效率是90%（注：相當于10%的CH4未燃燒），水壺的熱量利用率是70%，則用此燃具和水壺，燒開1L水所需要的CH4的物質的量設為x，依據甲烷的燃燒熱CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H═890KJ/mol，計算得到：

90%×890KJ/mol×70%=1000g×4.2×10﹣3KJ/g℃×（100﹣25）℃×x

x=0.56故答案為：0.56．

（1）因燃燒熱在某一溫度和壓強下lmol某物質B完全燃燒生成穩定化合物時所釋放出的熱量，由②可得H2的燃燒熱為286kJmol﹣1；（2）根據方程式①、③運用蓋斯定律求得反應熱；（3）依據反應⑤的反應焓變，結合焓變=反應物鍵能總和﹣生成物鍵能總和；（4）燃燒熱概念是1mol可燃物完全燃燒生成穩定氧化物的過程中放出的熱量，結合①②⑤熱化學方程式和蓋斯定律計算；（5）根據題意求出的甲烷燃燒熱計算CH4的燃燒效率是90%（注：相當于10%的CH4未燃燒），水壺的熱量利用率是70%時放出的熱量，再根據水燒開需要的熱量計算需要甲烷的物質的量．