Question

【题目】（1）已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃烧热△H分别为-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。那么用太阳能分解10mol水消耗的能量是____________kJ；

（2）由合成气（组成为H2、CO和少量的CO2）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：

甲醇合成反应：

（i）CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g) △H1 = -90.1kJmol-1

（ii）CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) △H2 = -49.0kJmol-1

水煤气变换反应：

（iii）CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2 (g) △H3 = -41.1kJmol-1

二甲醚合成反应：

（iV）2 CH3OH(g) = CH3OCH3(g) + H2O(g) △H4 = -24.5kJmol-1

则由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为____________。

（3）在容积为1.00L的容器中，通入一定量N2O4，发生N2O4(g) 2NO2(g), 100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0～60s时段，v(N2O4)=_______________________，

（4）已知反应2HI（g）=H2(g) + I2(g)的ΔH= +11kJ·mol-1，1molH2（g）、1mol I2（g）分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1molHI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为___________kJ。在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表

t/min	0	20	40	60	80	120
x(HI)	1	0.91	0.85	0.815	0.795	0.784

上述反应中，正反应速率为v正= k正·x2(HI)，逆反应速率为v逆=k逆·x(H2)·x(I2)，其中k正、k逆为速率常数， 若k正 = 0.0027min-1，在t=40min时，v正=_______min-1

Answer 1

【答案】 2858 2CO（g）+4H2（g）=CH3OCH3(g) +H2O(g) △=-204.7 kJmol-1 0.0010mol/(L·s) 299 1.95×10-3

【解析】（1）由H2（g）的燃烧热△H为﹣285.8kJmol﹣1知，1molH2（g）完全燃烧生成1molH2O（l）放出热量285.8kJ，即分解1mol H2O（l）为1mol H2（g）消耗的能量为285.8kJ，则分解10mol H2O（l）消耗的能量为285.8kJ×10=2858kJ。

（2）（i）CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H1=﹣90.1kJmol﹣1；（iV）2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H4=﹣24.5kJmol﹣1；依据盖斯定律，由（i）×2+（iV）可以得到由H2和CO直接制备二甲醚的热化学方程式：2CO（g）+4H2（g）=CH3OCH3+H2O（g） △H=﹣204.7kJmol﹣1。

（3）由图可知，在0～60s时段，的浓度由0.100 mol/L减小到0.040 mol/L，减小了0.060 mol/L，所以v(N2O4)= =0.0010mol/(L·s)。

（4）已知反应2HI（g）=H2(g) + I2(g)的ΔH= +11kJ·mol-1，1molH2（g）、1mol I2（g）分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和，则1molHI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为（+11kJ+436kJ +151kJ）+299kJ。由表中数据可知，在t=40min时，x(HI)= 0.85 ，若k正 = 0.0027min-1，v正= k正·x2(HI)=0.0027min-11.95×10-3min-1。