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【题目】由于石油资源有限,且汽油燃烧会产生严重的污染,未来将用氢气作为燃料来取代汽油,生产21世纪环保汽车。已知:2H2(g)O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44kJ·mol-1

1)写出氢气和氧气反应生成液态水的热化学方程式:____

2)若要得到857.4kJ的热量,至少需氢气的质量为____,这些氢气在标准状况下的体积为____

3)合成氨工业中氢气可由天然气和水反应制备,其主要反应为:CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) ΔH

反应过程中能量变化如图所示,则该反应为反应____(填吸热放热

若已知,破坏1mol化学键需要吸收的热量如下表所示:

化学键

C—H

O—H

C=O

H—H

吸收热量(kJ/mol

a

b

c

d

则该反应的ΔH_____(用含abcd字母的代数式表示)

【答案】2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-571.6kJ/mol 6g 67.2L 吸热 4a+4b2c4d

【解析】

1)在25℃100kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,单位为kJ/mol;写出氢气与氧气反应生成液态水的化学方程式,根据盖斯定律,结合反应①②计算氢气与氧气反应生成液态水的反应热;

2)根据物质的量与反应热成正比,结合热化学方程式进行计算;

3)图象分析可知反应物能量低于生成物,反应为吸热反应,化学反应吸收的热量=反应物键能总和-生成物键能总和。

1)①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H=-483.6kJ/mol

H2O(l)=H2O(g)H=+44kJ/mol

依据盖斯定律①-×2得到:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-571.6kJ/mol

2)在通常情况下,若要得到857.4kJ的热量,则需要氢气的的物质的量为:=3mol,需H2的质量=3mol×2g/mol=6g;这些H2在标况下的体积=3mol×22.4L/mol=67.2L

3)反应过程中能量变化分析可知,反应物能量低于生成物,反应为吸热反应;CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)ΔH=(4a+4b)-(2c+4d)=4a+4b2c4d

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