Question

（2015秋•青岛校级月考）到目前为止，由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用的最主要的能源．

（1）在25℃、101kPa下，16g的甲醇（CH₃OH）完全燃烧生成CO₂和液态水时放出352kJ的热量，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为                  ．

（2）化学反应中放出的热能（焓变，△H）与反应物和生成物的键能（E）有关．

已知：H₂（g）+Cl₂（g）═2HCl （g）  △H=﹣185kJ/mol

E（H﹣H）=436kJ/mol；E（Cl﹣Cl）=243kJ/mol

则E（H﹣Cl）=                 ．

（3）纳米级Cu₂O由于具有优良的催化性能而受到关注．已知：

2Cu（s）+O₂（g）═Cu₂O（s）△H=﹣169kJ•mol﹣¹，

C（s）+O₂（g）═CO（g）△H=﹣110.5kJ•mol﹣¹，

2Cu（s）+O₂（g）═2CuO（s）△H=﹣314kJ•mol﹣¹

则工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu₂O和CO的热化学方程式为                     ．

（4）①如图是N₂和H₂反应生成2mol NH₃过程中能量变化示意图，请计算每生成1mol NH₃放出热量为：              ．

②若起始时向容器内放入1mol N₂和3mol H₂，达平衡后N₂的转化率为20%，则反应放出的热量为Q₁ kJ，则Q₁的数值为              ；若在同体积的容器中充入2mol N₂和6mol H₂，达平衡后放出的热量为Q₂ kJ，则Q₂           2Q₁（填“＞”、“＜”或“=”）

Answer

（1）CH3OH （l）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣704 kJ•mol﹣1；

（2）432KJ/mol；（3）C（s）+2CuO （s）=CuO（s）+CO（g）△H=+34.5kJ•mol﹣1；

（4）①46.1kJ；②18.44；＞．

【解析】（1）16g的甲醇即0.5mol完全燃烧生成CO2和液态水时放出352kJ的热量，则1mol的甲醇（CH3OH）完全燃烧生成CO2和液态水时放出704kJ的热量，热化学反应方程式为：CH3OH （l）+O2（g）=CO2（g）+2H2O （l）△H=﹣704 kJ•mol﹣1，

（2）由于反应热=反应物的键能﹣生成物的键能，设E（H﹣Cl）为Xmol，故有：E（H﹣H）+E（Cl﹣Cl）﹣2X=﹣185kJ/mol，即436kJ/mol+243kJ/mol﹣2X=﹣185KJ/mol解得X=432KJ/mol，

（3）①2Cu（s）+O2（g）═Cu2O（s）△H=﹣169kJ•mol﹣1，

②C（s）+O2（g）═CO（g）△H=﹣110.5kJ•mol﹣1，

③2Cu（s）+O2（g）═2CuO（s）△H=﹣314kJ•mol﹣1

依据盖斯定律②+①﹣③得到C（s）+2CuO （s）=CuO（s）+CO（g）△H=+34.5kJ•mol．﹣1；

（4）①该反应的焓变△H=E1﹣E2=335KJ/mol﹣427.2KJ/mol=﹣92.2KJ/mol，所以每生成1molNH3放出热量为46.1kJ，②如图是N2和H2反应生成2mol NH3过程中能量变化示意图，反应焓变△H=335KJ/mol﹣427.2KJ/mol=﹣92.2KJ/mol，

N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=﹣92.2KJ/mol

1 3 0

0.2 0.6 0.4

生成0.4mol氨气放热=×92，2KJ=18.44KJ；

若在同体积的容器中充入2mol N2和6mol H2，可以看作在原来平衡中加入1mol氮气和3mol氢气，相当于增大压强，平衡正向进行达平衡后放出的热量Q2 大于2Q1；

【点评】本题考查了热化学方程式和盖斯定律的计算应用，反应键能计算费用焓变，图象分析理解，注意反应焓变的意义理解，掌握基础是关键，题目难度中等．