Question

10．北京時間11月1日清晨5時58分07秒，中國“長征二號F”遙八運載火箭在酒泉衛星發射中心載人航天發射場點火發射，火箭的第三級使用的推進劑是液氫和液氧．
已知下面在298K時的熱化學方程式：
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）；△H═-571.6kJ•mol^-1
CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）；△H═-890.3kJ•mol^-1
C（S）+O₂（g）═CO₂（g）；△H═-393.5kJ•mol^-1
根據上面的熱化學方程式完成下列問題：
（1）通過計算說明等質量的H₂、C、CH₄完全燃燒時放出熱量最多的是H₂．
（2）根據以上反應，則C（s）+2H₂（g）═CH₄（g）的焓變△H=-74.8kJ•mol^-1．
（3）已知H₂O（l）═H₂O（g）；△H═+44.0kJ•mol^-1
試寫出甲烷燃燒生成二氧化碳和水蒸氣時的熱化學方程式：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-802.3 kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）根據熱化學方程式的含義分別計算出1克物質燃燒釋放出的熱量；
（2）根據蓋斯定律，由已知熱化學方程式乘以適當的系數進行加減，反應熱也處于相應的系數進行相應的加減，構造目標熱化學方程式，從而得出化學反應的焓變；
（3）根據蓋斯定律，由已知熱化學方程式乘以適當的系數進行加減，反應熱也處于相應的系數進行相應的加減，構造目標熱化學方程式；

解答 解：（1）設H₂、C、CH₄的質量都為1g，完全燃燒時放出熱量分別是$\frac{571.6kJ}{4}$、$\frac{393.5kJ}{12}$、$\frac{890.3kJ}{16}$、最大值應為$\frac{571.6kJ}{4}$，因此相同質量的H₂、C、CH₄完全燃燒時，放出熱量最多的是H₂；
故答案為：H₂；
（2）①2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1?
②CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O （l）△H=-890.3kJ•mol^-1?
③C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1?
根據蓋斯定律，①+③-②得熱化學方程式為C（s）+2H₂（g）═CH₄（g）△H=-74.8 kJ•mol^-1；
故答案為：-74.8 kJ•mol^-1；?
（3）①CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O （l）△H=-890.3kJ•mol^-1?
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44.0kJ•mol^-1
根據蓋斯定律，①+②×2得：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-802.3 kJ•mol^-1；
故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-802.3 kJ•mol^-1；

點評 本題考查反應熱的計算，涉及蓋斯定律的應用，題目難度不大，對學生的綜合計算能力要求較高．