Question

14．甲醇廣泛用作燃料電池的燃料，可由天然氣來合成，已知：
①2CH₄（g）+O₂（g）═2CO（g）+4H₂（g）；△H=-71kJ/mol
②CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l）；△H=-90.5kJ/mol
③CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=-890kJ/mol
下列說法不正確的是（　　）

• A． 三個反應均為放熱反應，故不需要加熱就能進行
• B． CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）；△H＞-90.5 kJ/mol
• C． 甲醇的燃燒熱為764 kJ/mol
• D． 若CO的燃燒熱為282.5 kJ/mol，則H₂的燃燒熱為286 kJ/mol

Answer 1

分析 A、根據△H＜0放熱及△G＜0反應自發進行，△G＞0反應不能自發進行判斷；
B、與反應②比較，1molCH₃OH（g）能量高于1molCH₃OH（l），根據能量守恒定律判斷；
C、依據燃燒熱的概念分析，1mol可燃物完全燃燒生成穩定氧化物分析的熱量是燃燒熱，據蓋斯定律利用反應①②③求得甲醇燃燒的熱化學方程式可得；
D．一氧化碳燃燒的熱化學方程式為CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△=-△H=-282.5 kJ/mol，結合①2CH₄（g）+O₂（g）=2CO（g）+4H₂（g）△H=-71kJ/mol、③CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890kJ/mol，利用蓋斯定律求氫氣燃燒的熱化學方程式，據此解答．

解答 解：A、三個反應的△H都小于0，則都為放熱反應，而②③的△H＜0，△S＜0，反應是否自發進行與溫度有關，在低溫下，焓變影響為主，高溫時，熵變影響為中，溫度的影響取決于△H、△S的具體數據，不能得到反應②③不需要加熱就能進行，故A錯誤；
B、與反應②比較，1molCH₃OH（g）能量高于1molCH₃OH（l），反應物的總能量相同，根據能量守恒定律可知該反應放出的熱量小于反應②，故△H＞-90.5kJ/mol，故B正確；
C、據蓋斯定律③×2-①-②×2得：2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△=-1528KJ/mol，又1mol可燃物完全燃燒生成穩定氧化物分析的熱量是燃燒熱，所以甲醇的燃燒熱為$\frac{1528KJ/mol}{2}$=764kJ•mol^-1，故C正確；
D．①2CH₄（g）+O₂（g）=2CO（g）+4H₂（g）△H=-71kJ/mol，
②CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-282.5  kJ/mol，
③CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890kJ/mol，
根據蓋斯定律$\frac{（③×2-①）-②×2}{4}$得：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-286 kJ/mol，所以氫氣的燃燒熱燃燒熱為286 kJ/mol，故D正確；
故選A．

點評 本題考查反應熱的計算、燃燒熱概念，注意表示燃燒熱的熱化學方程式，蓋斯定律計算應用，題目難度中等．