题目内容

【题目】已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-572kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-484kJ·mol-1

CH4(g)+2O2(g)=2H2O(l)+CO2(g) ΔH=-890kJ·mol-1

1)已知H—H键的键能为436kJ·mol-1O=O键的键能为496kJ·mol-1H—O键的键能为463kJ·mol-1,根据上述数据通过键能可直接计算出反应___(填反应序号)的焓变,由反应①②可得出反应比H2O(l)=H2O(g)的焓变ΔH=___

2)根据题干可计算出CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)的焓变ΔH=___

3)在①②③三个热化学方程式中,可表示燃烧热的热化学方程式的是___(填序号)。标准状况下,取甲烷和氢气的混合气体11.2L,完全燃烧后恢复到常温,放出的热量为263.8kJ,则混合气体中甲烷和氢气的体积比为___

【答案】 +44kJ·mol-1 -166kJ·mol-1 23

【解析】

(1)在标准状况下,将1mol气态分子解离为气态原子所需的能量或者气态原子形成1mol气态分子所放出的能量叫键能,结合所给键能,能直接计算②的焓变,将两个热化学方程式作如下处理:H2O(l)=H2O(g),所以H2O(l)=H2O(g)的焓变ΔH==+44kJ·mol-1,故答案为:②;+44kJ·mol-1

2)将热化学方程式作如下处理:①+②-③得:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g),所以,CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-572kJ·mol-1+(-484kJ·mol-1)-(-890kJ·mol-1)= -166kJ·mol-1,故答案为:-166kJ·mol-1

3)1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量称为燃烧热。①氢气物质的量不是1mol,②H元素燃烧产生的稳定化合物应为液态水,③满足条件,故能代表燃烧热的热化学方程式为③。设甲烷的物质的量为x,氢气的物质的量为y,可得:x+y=,混合气体完全燃烧恢复到室温下,由2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-572kJ·mol-1可知,每2molH2燃烧放出572kJ热量,那么y mol燃烧放出kJ=286ykJ热量,由CH4(g)+2O2(g)=2H2O(l)+CO2(g) ΔH=-890kJ·mol-1可知,每1molCH4完全燃烧放出890kJ热量,所以x mol燃烧放出890x kJ的热量,所以286y +890x =263.8,结合x+y==0.5mol解得:x=0.2mol,y=0.3mol。同温同压下,任何两种气体的体积比等于物质的量之比,故混合气体中甲烷和氢气的体积比=0.2mol:0.3mol=2:3,故答案为:③;2:3。

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