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

（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_________________________________。

（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) △H=-93 kJ·mol-1。試根據表中所列鍵能數據計算a的數值__________。

（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

根據蓋斯定律，計算反應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定氧化物放出的熱量，根據n=計算1mol氫氣完全燃燒放出的熱量，結合熱化學方程式的書寫方法寫出熱化學方程式；(2)根據電子流向可知a為負極，負極發生氧化反應，b為正極發生還原反應，溶液中陽離子移向正極；(3)根據反應熱等于反應物的總鍵能-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水，放出572kJ的熱量，則1mol氫氣在氧氣中燃燒生成液態水，放出286kJ的熱量，則表示H2的燃燒熱的熱化學方程式為：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，電極反應式為CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+，b為正極，氧氣得電子發生還原反應，電極反應式為3O2+12e-+12H+═6H2O，氫離子移向正極右側，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。