Question

【題目】到目前為止，由化學能轉變的熱能或電能仍然是人類使用最廣泛的能源．
（1）在25℃、101kPa下，16g的甲烷完全燃燒生成CO2和液態水時放出a kJ（a＞0）的熱量，則表示甲烷燃燒熱的熱化學方程式為 ．
（2）化學反應中放出的熱能（焓變，△H）與反應物和生成物的鍵能（E）有關． ①圖1是N2（g）和H2（g）發生反應生成1mol NH3（g）過程中的能量變化示意圖，該反應過程是（填“放熱”或“吸熱”）過程，請寫出生成2mol NH3的熱化學方程式： ．

②已知：

化學鍵	H﹣H	N≡N
鍵能（kJ/mol）	435	943

試根據上表及圖1中的數據計算N﹣H鍵的鍵能為kJ/mol．
③若起始時向容器內放入1mol N2和3mol H2 ， 10分鐘后N2的轉化率為15%，則該反應進行到此時共放出的熱量為kJ．
（3）①二氧化碳的捕集、利用是我國能源領域的一個重要研究方向．工業上用CO2和H2反應合成二甲醚．已知： CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H1=﹣53.7kJ/mol
CH3OCH3（g）+H2O （g）═2CH3OH（g）△H2=+23.4kJ/mol
則：2CO2（g）+6H2（g）CH3OCH3 （g）+3H2O（g）△H3=kJ/mol．

Answer 1

【答案】
（1）CH4（g）+3O2（g）═CO2（g）+2H2O （l）△H=﹣2aKJ/mol
（2）放熱；N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=﹣92KJ/mol；390；13.8
（3）﹣130.8
【解析】解：（1）16g的甲烷（CH4）即1mol完全燃燒生成CO2和液態水時放出akJ的熱量，標注物質聚集狀態和對應焓變寫出熱化學方程式為：CH4（g）+3O2（g）═CO2（g）+2H2O （l）△H=﹣2aKJ/mol；所以答案是：CH4（g）+3O2（g）═CO2（g）+2H2O （l）△H=﹣2aKJ/mol；（2）①有圖可知，反應物總能量大于生成物總能量，則該反應為放熱反應；又焓變等于反應物活化能減去生成物活化能求算焓變，所以N2（g）和H2（g）發生反應生成1mol NH3（g）過程中的△H=254KJ/mol﹣300KJ/mol=﹣46KJ/mol，所以生成2mol NH3的熱化學方程式為N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=﹣46KJ/mol×2=﹣92KJ/mol，所以答案是：放熱；N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=﹣92KJ/mol；②反應熱等于反應物的總鍵能減去生成物的總鍵能，設N﹣H的鍵能為x，則943+3×435﹣6x=﹣92，x=390，所以答案是：390；③因為放入1mol N2和3mol H2 ， 10分鐘后N2的轉化率為15%，所以消耗氮氣為0.15mol，又N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=﹣92KJ/mol，則放出的熱量為0.15mol×92KJ/mol=13.8KJ，所以答案是：13.8；（3）已知：Ⅰ．CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H1=﹣53.7kJmol﹣1Ⅱ．CH3OCH3（g）+H2O（g）═2CH3OH（g）△H2=+23.4kJmol﹣1根據蓋斯定律，Ⅰ×2﹣Ⅱ可得：2CO2（g）+6H2（g）CH3OCH3（g）+3H2O（g），△H3=2△H1﹣△H2=2×（﹣53.7kJmol﹣1）﹣23.4kJmol﹣1=﹣130.8kJmol﹣1 ， 所以答案是：﹣130.8．
【考點精析】關于本題考查的反應熱和焓變，需要了解在化學反應中放出或吸收的熱量，通常叫反應熱才能得出正確答案．