Question

由于石油资源有限，且汽油燃烧会产生严重的污染，未来将用氢气作为燃料来取代汽油，生产21世纪环保汽车。已知：2H₂(g)＋O₂(g)=2H₂O(g)      ΔH=-483.6kJ·mol^-1；H₂O(l)=H₂O(g)     ΔH=+44kJ·mol^-1

（1）写出氢气和氧气反应生成液态水的热化学方程式：____。

（2）若要得到857.4kJ的热量，至少需氢气的质量为____，这些氢气在标准状况下的体积为____。

（3）合成氨工业中氢气可由天然气和水反应制备，其主要反应为：CH₄(g)+2H₂O(g)CO₂(g)+4H₂(g)    ΔH

反应过程中能量变化如图所示，则该反应为反应____（填“吸热”或“放热”）

若已知，破坏1mol化学键需要吸收的热量如下表所示：

化学键	C—H	O—H	C=O	H—H
吸收热量（kJ/mol）	a	b	c	d

则该反应的ΔH为_____(用含a、b、c、d字母的代数式表示)。

Answer

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol 6g 67.2L 吸热 4a+4b−2c−4d

【解析】

（1）在25℃，100kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，单位为kJ/mol；写出氢气与氧气反应生成液态水的化学方程式，根据盖斯定律，结合反应①②计算氢气与氧气反应生成液态水的反应热；

（2）根据物质的量与反应热成正比，结合热化学方程式进行计算；

（3）图象分析可知反应物能量低于生成物，反应为吸热反应，化学反应吸收的热量=反应物键能总和-生成物键能总和。

（1）①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol，

②H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol，

依据盖斯定律①-②×2得到：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol；

（2）在通常情况下，若要得到857.4kJ的热量，则需要氢气的的物质的量为：=3mol，需H2的质量=3mol×2g/mol=6g；这些H2在标况下的体积=3mol×22.4L/mol=67.2L；

（3）反应过程中能量变化分析可知，反应物能量低于生成物，反应为吸热反应；CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)，ΔH=(4a+4b)-(2c+4d)=4a+4b−2c−4d。