Question

【题目】到目前为止，由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用最广泛的能源．
（1）在25℃、101kPa下，16g的甲烷完全燃烧生成CO2和液态水时放出a kJ（a＞0）的热量，则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为 ．
（2）化学反应中放出的热能（焓变，△H）与反应物和生成物的键能（E）有关． ①图1是N2（g）和H2（g）发生反应生成1mol NH3（g）过程中的能量变化示意图，该反应过程是（填“放热”或“吸热”）过程，请写出生成2mol NH3的热化学方程式： ．

②已知：

化学键	H﹣H	N≡N
键能（kJ/mol）	435	943

试根据上表及图1中的数据计算N﹣H键的键能为kJ/mol．
③若起始时向容器内放入1mol N2和3mol H2 ， 10分钟后N2的转化率为15%，则该反应进行到此时共放出的热量为kJ．
（3）①二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要研究方向．工业上用CO2和H2反应合成二甲醚．已知： CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H1=﹣53.7kJ/mol
CH3OCH3（g）+H2O （g）═2CH3OH（g）△H2=+23.4kJ/mol
则：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）放热；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完全燃烧生成CO2和液态水时放出akJ的热量，标注物质聚集状态和对应焓变写出热化学方程式为：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有图可知，反应物总能量大于生成物总能量，则该反应为放热反应；又焓变等于反应物活化能减去生成物活化能求算焓变，所以N2（g）和H2（g）发生反应生成1mol NH3（g）过程中的△H=254KJ/mol﹣300KJ/mol=﹣46KJ/mol，所以生成2mol NH3的热化学方程式为N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=﹣46KJ/mol×2=﹣92KJ/mol，所以答案是：放热；N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=﹣92KJ/mol；②反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，设N﹣H的键能为x，则943+3×435﹣6x=﹣92，x=390，所以答案是：390；③因为放入1mol N2和3mol H2 ， 10分钟后N2的转化率为15%，所以消耗氮气为0.15mol，又N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=﹣92KJ/mol，则放出的热量为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根据盖斯定律，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．
【考点精析】关于本题考查的反应热和焓变，需要了解在化学反应中放出或吸收的热量，通常叫反应热才能得出正确答案．