Question

【題目】（1）已知C(s、金剛石)+O2(g)CO2(g)；ΔH=－395.4 kJ·mol－1，C(s、石墨)＋O2(g)CO2(g)；ΔH=－393.5 kJ·mol－1。

①石墨和金剛石相比，石墨的穩定性_________金剛石的穩定性。

②石墨中C－C鍵鍵能________金剛石中C－C鍵鍵能。(均填“大于” “小于”或“等于”)。

（2）將4g CH4完全燃燒生成氣態CO2和液態水，放出熱量222.5 kJ，其熱化學反應方程式為：______________________________________________________。

（3）0.5mol的氣態高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒，生成固態三氧化二硼和液態水，放出649.5kJ熱量，其熱化學反應方程式為：______________________________________________。

（4）已知下列反應的反應熱：

CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) △H1＝+206.2kJ·mol－1

CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) △H2＝－247.4 kJ·mol－1

則CH4(g)與H2O(g)反應生成CO2(g)和H2(g)的熱化學方程式______________________________。

Answer 1

【答案】大于大于 CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2 H2O(l) △H＝－890 kJ·mol－1 B2H6(g) +3O2(g)B2O3(g)+3H2O(l) △H＝－1299 kJ·mol－1CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g) △H＝+659.8 kJ·mol－1

【解析】

（1）C（s，金剛石）+O2（g）═CO2（g）△H=-395.4 kJ·mol－1，②C（s，石墨）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.5 kJ·mol－1，由蓋斯定律可知，①-②得到C（s，金剛石）═C（s，石墨）；

（2）n（CH4）=4g/16g·mol－1=0.25mol，可知1molCH4完全燃燒生成氣態CO2和液態水，放出熱量為222.5kJ/0.25=890kJ，結合物質的狀態、焓變書寫熱化學方程式．

（3）0.5mol的氣態高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒，生成固態三氧化二硼和液態水，放出649.5kJ熱量，則1mol氣態高能燃料乙硼烷在氧氣中燃燒，生成固態三氧化二硼和液態水，放出1299KJ的熱量；

（4）根據蓋斯定律來計算反應的焓變。

（1）①C（s，金剛石）+O2（g）═CO2（g）△H=-395.4 kJ·mol－1，②C（s，石墨）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.5 kJ·mol－1，由蓋斯定律可知，①-②得到C（s，金剛石）═C（s，石墨），△H=-395.4 kJ·mol－1-（-393.5 kJ·mol－1）=-1.9 kJ·mol－1，金剛石能量高，石墨穩定性大于金剛石。②石墨中C－C鍵鍵能大于金剛石中C－C鍵鍵能。

(2)n（CH4）=4g/16g·mol－1=0.25mol，可知1molCH4完全燃燒生成氣態CO2和液態水，放出熱量為222.5kJ/0.25=890kJ，由物質的狀態、焓變為負可知熱化學方程式CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2 H2O（l）△H=-890 kJ·mol－1.

（3）0.5mol的氣態高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒，生成固態三氧化二硼和液態水，放出649.5kJ熱量，則1mol氣態高能燃料乙硼烷在氧氣中燃燒，生成固態三氧化二硼和液態水，放出1299KJ的熱量；反應的熱化學方程式為：B2H6(g) +3O2(g)B2O3(g)+3H2O(l) △H＝－1299 kJ·mol－1；

（4）①CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) △H1＝+206.2kJ·mol－1

②CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) △H2＝－247.4 kJ·mol－1

根據蓋斯定律來計算反應的焓變①×2－②，CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g) △H＝+659.8 kJ·mol－1。