Question

能源是人類生存和發展的重要支柱，研究化學反應過程中的能量變化在能源緊缺的今天具有重要的理論意義，已知下列熱化學方程式

①	H2（g）+O2（g）═H2O（g）△H═-242kJ/mol；
②	2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H═-572kJ/mol；
③	C（s）+O2（g）═CO（g）△H═-110.5kJ/moL；
④	C（s）+O2（g）═CO2（g）△H═-393.5kJ/moL；
⑤	CO2（g）+2H2O（g）═CH4（g）+2O2（g）△H═+802kJ/moL

化學鍵	O=O	C-C	H-H	O-O	C-O	O-H	C-H
鍵能kJ/mol	497	348	436	142	351	463	414

回答下列問題
（1）寫出能表示H₂燃燒熱的熱化學方程式

 

．
（2）已知C（s）+H₂O（g）?H₂（g）+CO（g）△H═

 

 kJ/moL；
（3）估算出C=O鍵能為

 

kJ/moL；
（4）CH₄的燃燒熱△H=-

 

 kJ/moL；
（5）25℃、101kPa下，某燃具中CH₄的燃燒效率是90%（注：相當于10%的CH₄未燃燒），水壺的熱量利用率是70%，則用此燃具和水壺，燒開1L水所需要的CH₄的物質的量為

 

mol[保留到小數點后2位；已知：c （H₂O）═4.2J/（g?℃）]．

Answer 1

考點：熱化學方程式,有關反應熱的計算,反應熱和焓變

專題：化學反應中的能量變化

分析：（1）依據燃燒熱概念是1mol可燃物完全燃燒生成穩定氧化物的過程中放出的熱量分析書寫；
（2）依據熱化學方程式①③結合蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式；
（3）依據反應⑤的反應焓變，結合焓變=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和；
（4）燃燒熱概念是1mol可燃物完全燃燒生成穩定氧化物的過程中放出的熱量，結合①②⑤熱化學方程式和蓋斯定律計算；
（5）根據題意求出的甲烷燃燒熱計算CH₄的燃燒效率是90%（注：相當于10%的CH₄未燃燒），水壺的熱量利用率是70%時放出的熱量，再根據水燒開需要的熱量計算需要甲烷的物質的量．

解答： 解：（1）燃燒熱概念是1mol可燃物完全燃燒生成穩定氧化物的過程中放出的熱量，表示H₂燃燒熱的熱化學方程式H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H═-286kJ/mol； 
故答案為：H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H═-286kJ/mol；       
（2）①H₂（g）+O₂（g）═H₂O（g）△H═-242kJ/mol；③C（s）+O₂（g）═CO（g）△H═-110.5kJ/moL；
依據熱化學方程式結合蓋斯定律計算③-①C（s）+H₂O（g）?H₂（g）+CO（g）△H═+131.5kJ/moL
故答案為：+131.5；
（3）CO₂（g）+2H₂O（g）═CH₄（g）+2O₂（g）△H═+802kJ/moL，設C=O鍵能為x，
反應焓變△H=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和=2x+2×2×463KJ/mol-（4×414KJ/mol+2×497KJ/mol）=802KJ/mol
x=800KJ/mol；
故答案為：800；                 
（4）①H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H═-242kJ/mol；
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H═-572kJ/mol；
③CO₂（g）+2H₂O（g）═CH₄（g）+2O₂（g）△H═+802kJ/moL
[①×2-②]-③，CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H═890KJ/mol；
故答案為：890；                  
（5）25℃、101kPa下，某燃具中CH₄的燃燒效率是90%（注：相當于10%的CH₄未燃燒），水壺的熱量利用率是70%，則用此燃具和水壺，燒開1L水所需要的CH₄的物質的量設為x，依據甲烷的燃燒熱CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H═890KJ/mol，計算得到：
90%×890KJ/mol×70%=1000g×4.2×10^-3KJ/g?℃×（100-25）℃×x
x=0.56
故答案為：0.56．

點評：本題考查了熱化學方程式書寫方法和蓋斯定律計算應用，鍵能和焓變的計算關系應用，水的熱容計算判斷，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．