Question

【題目】（1）已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃燒熱△H分別為-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。那么用太陽能分解10mol水消耗的能量是____________kJ；

（2）由合成氣（組成為H2、CO和少量的CO2）直接制備二甲醚，其中的主要過程包括以下四個反應：

甲醇合成反應：

（i）CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g) △H1 = -90.1kJmol-1

（ii）CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) △H2 = -49.0kJmol-1

水煤氣變換反應：

（iii）CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2 (g) △H3 = -41.1kJmol-1

二甲醚合成反應：

（iV）2 CH3OH(g) = CH3OCH3(g) + H2O(g) △H4 = -24.5kJmol-1

則由H2和CO直接制備二甲醚（另一產物為水蒸氣）的熱化學方程式為____________。

（3）在容積為1.00L的容器中，通入一定量N2O4，發生N2O4(g) 2NO2(g), 100℃時，體系中各物質濃度隨時間變化如圖所示。在0～60s時段，v(N2O4)=_______________________，

（4）已知反應2HI（g）=H2(g) + I2(g)的ΔH= +11kJ·mol-1，1molH2（g）、1mol I2（g）分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收436kJ、151kJ的能量，則1molHI（g）分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為___________kJ。在716K時，氣體混合物中碘化氫的物質的量分數x(HI)與反應時間t的關系如下表

t/min	0	20	40	60	80	120
x(HI)	1	0.91	0.85	0.815	0.795	0.784

上述反應中，正反應速率為v正= k正·x2(HI)，逆反應速率為v逆=k逆·x(H2)·x(I2)，其中k正、k逆為速率常數， 若k正 = 0.0027min-1，在t=40min時，v正=_______min-1

Answer 1

【答案】 2858 2CO（g）+4H2（g）=CH3OCH3(g) +H2O(g) △=-204.7 kJmol-1 0.0010mol/(L·s) 299 1.95×10-3

【解析】（1）由H2（g）的燃燒熱△H為﹣285.8kJmol﹣1知，1molH2（g）完全燃燒生成1molH2O（l）放出熱量285.8kJ，即分解1mol H2O（l）為1mol H2（g）消耗的能量為285.8kJ，則分解10mol H2O（l）消耗的能量為285.8kJ×10=2858kJ。

（2）（i）CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H1=﹣90.1kJmol﹣1；（iV）2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H4=﹣24.5kJmol﹣1；依據蓋斯定律，由（i）×2+（iV）可以得到由H2和CO直接制備二甲醚的熱化學方程式：2CO（g）+4H2（g）=CH3OCH3+H2O（g） △H=﹣204.7kJmol﹣1。

（3）由圖可知，在0～60s時段，的濃度由0.100 mol/L減小到0.040 mol/L，減小了0.060 mol/L，所以v(N2O4)= =0.0010mol/(L·s)。

（4）已知反應2HI（g）=H2(g) + I2(g)的ΔH= +11kJ·mol-1，1molH2（g）、1mol I2（g）分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收436kJ、151kJ的能量，ΔH=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和，則1molHI（g）分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為（+11kJ+436kJ +151kJ）+299kJ。由表中數據可知，在t=40min時，x(HI)= 0.85 ，若k正 = 0.0027min-1，v正= k正·x2(HI)=0.0027min-11.95×10-3min-1。