Question

【題目】為了合理利用化學能，確保安全生產，化工設計需要充分考慮化學反應的焓變，并采取相應措施。化學反應的焓變通常用實驗進行測定，也可進行理論推算。

（1）實驗測得，5g甲醇（CH3OH 液態）在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳氣體和液態水時釋放出113.5kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學方程式：________________。

（2）下圖是某筆記本電腦用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）由氣態基態原子形成1mol化學鍵釋放的最低能量叫鍵能。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。在化學反應過程中，拆開化學鍵需要消耗能量，形成化學鍵又會釋放能量。

化學鍵	H－H	N－H	N≡N
鍵能/kJ·mol－1	436	a	945

已知反應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）依據蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學反應的焓變進行推算。

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

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

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

根據蓋斯定律，計算2C(s，石墨)＋H2(g)＝C2H2(g)反應的焓變△H ＝________。

Answer 1

【答案】 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H＝-1452 kJ·mol－1 a 右 CH3OH + H2O - 6e- = CO2 + 6H+ 391 △H＝+226.7 kJ·mol－1

【解析】本題考查化學能與熱能的相關知識，涉及到熱化學方程式的書寫、蓋斯定律、鍵能的計算、燃料電池等。（1）甲醇燃燒化學方程式為：2CH3OH＋3O2(g)2CO2(g)＋4H2O，故2mol甲醇燃燒放出的熱量為1452.8kJ，故熱化學方程式為：2CH3OH(1)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) △H＝－1452.8 kJ/mol；（2）根據甲醇燃料電池的結構示意圖中電子流向可知，a為負極，b為正極，燃料電池中的燃料在負極上反應，放電時甲醇應從a處通入，其電極反應式：CH3OH + H2O - 6e- = CO2 + 6H+，電池內部H＋向正極，即向右移動；（3）根據焓變與鍵能的計算公式：△H＝反應物總鍵能-生成物總鍵能=945 kJ·mol－1+3×436kJ·mol－1-6 a kJ·mol－1＝－93 kJ·mol－1，解得a=391 kJ·mol－1；（4）根據蓋斯定律有△H ＝2△H1+-=+226.7 kJ·mol－1。