Question

【題目】已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-572kJ·mol-1

②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-484kJ·mol-1

③CH4(g)+2O2(g)=2H2O(l)+CO2(g) ΔH=-890kJ·mol-1

（1）已知H—H鍵的鍵能為436kJ·mol-1，O=O鍵的鍵能為496kJ·mol-1，H—O鍵的鍵能為463kJ·mol-1，根據上述數據通過鍵能可直接計算出反應___(填反應序號)的焓變，由反應①②可得出反應比H2O(l)=H2O(g)的焓變ΔH=___。

（2）根據題干可計算出CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)的焓變ΔH=___。

（3）在①②③三個熱化學方程式中，可表示燃燒熱的熱化學方程式的是___(填序號)。標準狀況下，取甲烷和氫氣的混合氣體11.2L，完全燃燒后恢復到常溫，放出的熱量為263.8kJ，則混合氣體中甲烷和氫氣的體積比為___。

Answer 1

【答案】② +44kJ·mol-1 -166kJ·mol-1 ③ 2：3

【解析】

(1)在標準狀況下，將1mol氣態分子解離為氣態原子所需的能量或者氣態原子形成1mol氣態分子所放出的能量叫鍵能，結合所給鍵能，能直接計算②的焓變，將兩個熱化學方程式作如下處理：得H2O(l)=H2O(g)，所以H2O(l)=H2O(g)的焓變ΔH==+44kJ·mol-1，故答案為：②；+44kJ·mol-1；

（2）將熱化學方程式作如下處理：①+②-③得：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)，所以，CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)的ΔH=-572kJ·mol-1+(-484kJ·mol-1)-(-890kJ·mol-1)= -166kJ·mol-1，故答案為：-166kJ·mol-1；

（3）1mol可燃物完全燃燒生成穩定的化合物所放出的熱量稱為燃燒熱。①氫氣物質的量不是1mol，②H元素燃燒產生的穩定化合物應為液態水，③滿足條件，故能代表燃燒熱的熱化學方程式為③。設甲烷的物質的量為x，氫氣的物質的量為y，可得：x+y=，混合氣體完全燃燒恢復到室溫下，由2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-572kJ·mol-1可知，每2molH2燃燒放出572kJ熱量，那么y mol燃燒放出kJ=286ykJ熱量，由CH4(g)+2O2(g)=2H2O(l)+CO2(g) ΔH=-890kJ·mol-1可知，每1molCH4完全燃燒放出890kJ熱量，所以x mol燃燒放出890x kJ的熱量，所以286y +890x =263.8，結合x+y==0.5mol解得：x=0.2mol，y=0.3mol。同溫同壓下，任何兩種氣體的體積比等于物質的量之比，故混合氣體中甲烷和氫氣的體積比=0.2mol:0.3mol=2:3，故答案為：③；2:3。