Question

【題目】已知下列熱化學方程式，回答下列各問：

① C(s)+1/2O2(g)＝CO(g) ΔH ＝—110.4 kJ/mol

② C(s)+ O2(g)＝CO2(g) ΔH ＝—393.5 kJ/mol

(1)C的燃燒熱為______ kJ/mol 。

(2)0.5molCH4完全燃燒生成CO2和液態水時，放出445kJ 的熱量。寫出CH4燃燒熱的熱化學方程式__________________________________________________。

(3)工業上用CO2和H2反應合成甲醚。已知：

CO2(g)＋3H2(g) = CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－53.7 kJ·mol－1

CH3OCH3(g)＋H2O(g) = 2CH3OH(g) ΔH2＝＋23.4 kJ·mol－1

則2CO2(g)＋6H2(g) = CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH3＝________kJ·mol－1。

(4)在恒溫(500K)、體積為1.0L 的密閉容器中通入1.0 mol N2和1.0 mol H2發生合成氨反應N2 + 3H22NH3，20 min 后達到平衡，測得反應放出的熱量為18.4 kJ，混合氣體的物質的量為1.6 mol，該反應的熱化學方程式為___________________________________。

Answer 1

【答案】393.5 CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l） △H=-890kJ/mol －84 N2 （g）+ 3H2（g）2NH3 （g）△H＝－92 kJ·mol－1

【解析】

（1）依據燃燒熱概念是1mol可燃物完全燃燒生成穩定氧化物放出的熱量，結合反應熱化學方程式②C(s)+ O2(g)＝CO2(g) ΔH ＝-393.5 kJ/mol，可知碳的燃燒熱為393.5kJ/mol；故答案為：393.5；

（2）0.5mol CH4完全燃燒生成CO2和液態H2O時，放出445kJ熱量，1mol甲烷燃燒生成二氧化碳和液態水放熱890kJ，反應的熱化學方程式為：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l） △H=-890kJ/mol；故答案為：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l） △H=-890kJ/mol；

（3）①CO2（g）＋3H2（g）=CH3OH（g）＋H2O（g）△H1＝－53.7 kJ·mol－1，②CH3OCH3(g)＋H2O(g) = 2CH3OH(g) △H2＝+23.4 kJ·mol－1，根據蓋斯定律，將①×2-②，得：2CO2（g）＋6H2（g） =CH3OCH3（g）＋3H2O（g） △H＝－84 kJ·mol－1，故答案為：－84 ；

（4）設反應生成NH3 xmol則有：

N2 + 3H22NH3

起始（mol）1.0 1.0 0

轉化（mol）0.5x 1.5x x

平衡（mol）1.0-0.5x 1.0-1.5x x

平衡時混合氣體的物質的量為1.6 mol，故1.0-0.5x+1.0-1.5x+x=1.6，解得x=0.4mol，即生成0.4mol NH3放出的熱量為18.4 kJ，則生成2mol NH3放出的熱量為18.4 kJ×5=92kJ，該反應的熱化學方程式為：N2 (g)+ 3H2(g)2NH3(g) △H＝－92 kJ·mol－1；

正確答案是：N2 (g)+ 3H2(g)2NH3(g) △H＝－92 kJ·mol－1。