Question

已知：①2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l);△H=－572kJ/mol

②2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g);△H=－484kJ/mol

③CH₄(g)+2O₂(g)=2H₂O(l)+CO₂(g);△H=－890kJ/mol

（1）已知H-H的键能436kJ/molO=O的键能496kJ/molH-O的键能463kJ/mol，根据上述数据计算①②哪一个反应可以通过键能直接计算得出              。并计算写出反应 H₂O ( l ) = H₂O ( g )的焓变△H=           。

（2）请根据题干计算CO₂（g）+4H₂( g ) =CH₄( g ) +2H₂O( g )的焓变△H=           。

（3）在①②③三个方程式中哪一个是燃烧热的热化学方程式             。（填反应方程式的序号）标准状况下，取甲烷和氢气的混合气体11.2 L完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为263.8kJ，试求混合气体中甲烷和氢气体积比                。

Answer

（1）② +44 kJ·mol-1 ；（2）△H=-166 kJ·mol-1 ；（3）① 2:3

【解析】

试题分析：（1）键能是指常温常压下，将1mol气体分子拆成中性气态原子所需要的能量，所以已知H-H的键能436kJ/mol O=O的键能496kJ/mol H-O的键能463kJ/mol，只能计算氢气和氧气生成水蒸气的反应热，所以只能计算反应②的焓变，已知反应①2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) △H1 = －572 kJ/mol，反应②2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( g ) △H 2= －484kJ/mol，根据盖斯定律由（②-①）/2得；H2O ( l ) = H2O ( g ) △H=（△H 2-△H1）/2=（－484kJ/mol+572 kJ/mol）/2=+44 kJ·mol-1；

（2）已知反应③CH4 ( g ) + 2O2 ( g ) = 2H2O ( l ) + CO2 ( g ); △H3 = －890 kJ/mol，根据盖斯定律，反应②+①-③得反应：CO2（g）+4H2( g ) =CH4( g ) +2H2O( g ) △H=（△H1 +△H 2）- △H3=（－572 kJ/mol－484kJ/mol）-（－890 kJ/mol）=-166 kJ·mol-1；

（3）燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成1mol稳定氧化物放出的热量，对于碳元素燃烧的产物必须是CO2(g)，氢元素必须是液态的水，在①②③三个方程式中只有①才是燃烧热的热化学方程式，标准状况下，取甲烷和氢气的混合气体11.2 L完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为263.8kJ，设甲烷的物质的量为xmol、氢气的物质的量为ymol，，x=0.2mol 、 y=0.3mol；混合气体中甲烷和氢气体积比为2:3。

考点：本题考查反应热计算。