Question

15．（1）已知：2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H₁；
2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H₂，则△H₁＞△H₂
（2）在298K、100kPa时，已知：
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₁
2HCl（g）═Cl₂（g）+H₂（g）△H₂
4HCl（g）+O₂（g）═2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H₃
则△H₃与△H₁和△H₂的关系是：△H₃=△H₁+2△H₂
（3）消除氮氧化物的污染对环境至关重要，用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染．已知一定条件下：
CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ•mol^-1
CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ•mol^-1
则该条件下，用CH₄还原NO₂至N₂的热化学方程式为：CH₄（g）+2NO₂（g）=CO₂（g）+N₂（g）△H=-867kJ/mol
（4）乙烯是石油裂解气的主要成分之一，25℃、101kPa时，1g乙烯燃烧生成CO₂气体与液态水，放出50.5kJ的热量，该反应的热化学方程式为C₂H₄（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-1414KJ/mol；利用该反应设计为燃料电池中，通入乙烯的电极为电池的负极（填“正极”或“负极”）．

Answer 1

分析 （1）甲醇的燃烧是放热反应，而对于放热反应，反应物的能量越高，反应放出的热量越高；
（2）一个反应无论是一步完成还是分为几步完成，其热效应是相同的，据此分析；
（3）根据盖斯定律来书写热化学方程式；
（4）25℃、101kPa时，1g乙烯完全燃烧生成CO₂气体与液态水，放出50.5kJ的热量，则1molC₂H₄完全燃烧放出50.5×28=-1414kJ的热量；在燃料电池中，可燃性物质发生氧化反应．

解答 解：（1）甲醇的燃烧是放热反应，而对于放热反应，反应物的能量越高，反应放出的热量越高．等物质的量的CH₃OH（l）的能量低于CH₃OH（g），故2molCH₃OH（l）燃烧时放出的热量低于2molCH₃OH（g）燃烧放出的热量，而放热反应的△H小于0，故△H₁＞△H₂，故答案为：＞；
（2）一个反应无论是一步完成还是分为几步完成，其热效应是相同的，已知反应：
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₁  ①
2HCl（g）═Cl₂（g）+H₂（g）△H₂   ②
4HCl（g）+O₂（g）═2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H₃  ③
将①+②×2=③，故反应热△H₃=△H₁+2△H₂，故答案为：△H₁+2△H₂；
（3）①CH₄（g）+4NO₂（g）→4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ•mol^-1
    ②CH₄（g）+4NO（g）→2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ•mol^-1
根据盖斯定律（①+②）×$\frac{1}{2}$，得：CH₄（g）+2NO₂（g）=CO₂（g）+N₂（g）△H=-867kJ/mol，故答案为：CH₄（g）+2NO₂（g）=CO₂（g）+N₂（g）△H=-867kJ/mol；
（4）甲是石油裂解气的主要成分之一，乙为O₂，且甲分子和乙分子具有相同的电子数，则甲为C₂H₄，25℃、101kPa时，1g甲完全燃烧生成CO₂气体与液态水，放出50.5kJ的热量，则1molC₂H₄完全燃烧放出50.5×28=-1414kJ的热量，则乙烯燃烧的热化学方程式为C₂H₄（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-1414KJ/mol；该反应设计的燃料电池中，可燃性物质乙烯发生氧化反应，在负极放电，
故答案为：C₂H₄（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-1414KJ/mol；负极．

点评 本题考查盖斯定律的应用、热化学方程式的书写，为高频考点，综合性较强，题目难度中等．