Question

【題目】水煤氣法制取甲醇（CH3OH）的反應及其反應的焓變、平衡常數如下：

① CH4(g) +1/2O2(g)CO(g) + 2H2(g) △H1 =－35.4kJ·mol－1 平衡常數K1

② CO(g) + 2H2(g) CH3OH (g) △H2 =－90.1 kJ·mol－1 平衡常數K2

③ 2CH4(g) + O2(g) 2CH3OH(g) △H3 平衡常數K3

（1）在25℃、101kPa下，1g液態甲醇燃燒生成CO2和液態水時放熱22.68kJ。則表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式為_________________________________。

（2）依據蓋斯定律求出反應③ 2CH4(g) + O2(g) 2CH3OH(g) △H3 =_____kJ·mol－1，相同溫度下K3=______（用含K1、K2代數式表示）。

（3）下列關于化學反應中的能量及變化理解錯誤的是（填字母序號）______。

a．反應中活化能的作用是使反應物活化，從而啟動反應或改變反應速率

b．化學鍵的斷裂與形成一定伴隨著電子的轉移和能量變化

c．在一定條件下，某一化學反應是吸熱反應還是放熱反應，由生成物與反應物的焓值差即焓變（△H）決定

d．氯化鈉晶體熔化時，離子鍵被破壞，吸收能量，發生化學變化

e．200℃、101kPa時，1 mol H2和碘蒸氣作用生成HI的反應，熱化學方程式表示如下：H2(g)＋I2(g) === 2HI(g)　 △H= -14.9 kJ·mol－1

f．燃燒熱定義中“生成穩定的氧化物”，意味著這些氧化物不能再燃燒了

Answer 1

【答案】CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO 2(g)+2H2O(l) ΔH＝-725.76kJ·mol-1 -251 K12·K22 b d e

【解析】

（1）由1g液態甲醇燃燒放熱22.68kJ，則1mol CH3OH燃燒放熱22.68 kJ×32=725.76kJ，并在熱化學方程式中標明物質的狀態；

（2）根據蓋斯定律求反應熱；通過化學方程式加和求反應的平衡常數；

（3）a．活化能的作用在于使反應物活化，從而啟動反應或改變反應速率；

b．成鍵釋放能量，但不一定發生氧化還原反應；

c．在一定條件下，某一化學反應是吸熱反應還是放熱反應，由生成物與反應物的焓值差即焓變（△H）決定；

d．氯化鈉熔化只有離子鍵的斷裂，沒有新鍵的形成，不屬于化學變化；

e．沒有反應熱數據，不能寫出熱化學方程式；

f． “生成穩定的氧化物” 指在燃燒的過程中不會再發生反應的氧化物，也就是完全燃燒。

（1） 由1g液態甲醇燃燒放熱22.68kJ，則1mol CH3OH燃燒放熱22.68 kJ×32=725.76kJ，則該燃燒反應的熱化學方程式為CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO 2(g)+2H2O(l) ΔH＝-725.76kJ·mol-1，
因此，本題正確答案是：CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO 2(g)+2H2O(l) ΔH＝-725.76kJ·mol-1；

（2）已知：① CH4(g) +1/2O2(g)CO(g) + 2H2(g) △H1 =－35.4kJ·mol－1

② CO(g) + 2H2(g) CH3OH (g) △H2 =－90.1 kJ·mol－1

根據蓋斯定律，①×2+②×2得③ 2CH4(g) + O2(g) 2CH3OH(g)

故△H3 =（－35.4kJ·mol－1）×2+（－90.1 kJ·mol－1 ）×2=-251kJ·mol－1，

相同溫度下K3=== K12·K22，

因此，本題正確答案是：-251 ；K12·K22 ；

（3）a．活化能的作用在于使反應物活化，從而啟動反應或改變反應速率，故a正確；

b．成鍵釋放能量，但不一定發生氧化還原反應，則化學鍵的形成一定伴隨著能量變化，不一定存在電子的轉移，故b錯誤；

c．在一定條件下，某一化學反應是吸熱反應還是放熱反應，由生成物與反應物的焓值差即焓變（△H）決定，故c正確；

d．化學變化是舊鍵的斷裂和新鍵的形成，氯化鈉熔化只有離子鍵的斷裂，沒有新鍵的形成，不屬于化學變化，故d錯誤；

e．沒有反應熱數據，不能寫出熱化學方程式，故e錯誤；

f． “生成穩定的氧化物” 指在燃燒的過程中不會再發生反應的氧化物，也就是完全燃燒，故f正確。

因此，本題答案選：b d e。