Question

【題目】甲醇是人們開發(fā)和利用的一種新能源。已知：

①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH1=-571.8 kJ/mol；

②CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH2=-192.9 kJ/mol

(1)表示甲醇完全燃燒熱的的熱化學(xué)方程式為________________；

(2)反應(yīng)②中的能量變化如圖所示，則ΔH2=__________。(用E1、E2的相關(guān)式子表示)；

(3)捕碳技術(shù)(主要指捕獲CO2在降低溫室氣體排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已經(jīng)被用作工業(yè)捕碳劑,它們與CO2可發(fā)生如下反應(yīng)：

反應(yīng)Ⅰ：2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq) △H1

反應(yīng)Ⅱ：NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) △H2

反應(yīng)Ⅲ: (NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) △H3

則ΔH3與ΔH1 、ΔH2與之間的關(guān)系為ΔH3 =_________；

(4)拆開1mol氣態(tài)物質(zhì)中某種共價鍵需要吸收的能量叫鍵能。從化學(xué)鍵的角度分析，化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵的破壞和生成物的化學(xué)鍵的形成過程。在化學(xué)反應(yīng)過程中，拆開化學(xué)鍵需要消耗能量，形成化學(xué)鍵又會釋放能量：

化學(xué)鍵	H﹣H	N﹣H	N≡N
鍵能/kJ/mol	436	391	945

已知反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=akJ/mol，試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)估算a的值______。(注明“+”或“﹣”)。

Answer 1

【答案】CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-764.7kJ/mol E1-E2 2△H2-△H1 -93

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律，將已知熱化學(xué)方程式疊加，可得待求反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；

(2)反應(yīng)焓變△H=生成物總能量-反應(yīng)物總能量，據(jù)此解答；

(3)根據(jù)蓋斯定律，將已知熱化學(xué)方程式疊加，可得三個反應(yīng)的焓變的關(guān)系；

(4)反應(yīng)熱等于反應(yīng)物鍵能與生成物鍵能的差，據(jù)此計算。

(1)已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH1=-571.8kJ/mol；

②CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH2=-192.9kJ/mol

將①+②，整理可得：CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-764.7kJ/mol；

(2)根據(jù)圖示可知：反應(yīng)物焓變ΔH=生成物總能量-反應(yīng)物總能量=(E1-E2) kJ/mol；

(3)①2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq) △H1

②NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) △H2

③(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) △H3；

②×2-①，整理可得：(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) △H3=2△H2-△H1；

(4)反應(yīng)熱等于反應(yīng)物鍵能與生成物鍵能的差，則N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=945kJ/mol+3×436kJ/mol-6×391 kJ/mol=-93kJ/mol。