Question

【题目】为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。

（1）实验测得，5g甲醇（CH3OH 液态）在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：________________。

（2）下图是某笔记本电脑用甲醇燃料电池的结构示意图。

放电时甲醇应从______处通入（填“a”或“b”），电池内部H＋向_____（填“左”或“右”）移动。写出电池负极的电极反应式：_______________________________。

（3）由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。

化学键	H－H	N－H	N≡N
键能/kJ·mol－1	436	a	945

已知反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H＝－93 kJ·mol－1。试根据表中所列键能数据计算a 的数值：_______________。

（4）依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。

已知：C(s，石墨)＋O2(g)＝CO2(g) △H1＝－393.5kJ·mol－1

2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l) △H2＝－571.6kJ·mol－1

2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l) △H3＝－2599kJ·mol－1

根据盖斯定律，计算2C(s，石墨)＋H2(g)＝C2H2(g)反应的焓变△H ＝________。

Answer 1

【答案】 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H＝-1452 kJ·mol－1 a 右 CH3OH + H2O - 6e- = CO2 + 6H+ 391 △H＝+226.7 kJ·mol－1

【解析】本题考查化学能与热能的相关知识，涉及到热化学方程式的书写、盖斯定律、键能的计算、燃料电池等。（1）甲醇燃烧化学方程式为：2CH3OH＋3O2(g)2CO2(g)＋4H2O，故2mol甲醇燃烧放出的热量为1452.8kJ，故热化学方程式为：2CH3OH(1)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) △H＝－1452.8 kJ/mol；（2）根据甲醇燃料电池的结构示意图中电子流向可知，a为负极，b为正极，燃料电池中的燃料在负极上反应，放电时甲醇应从a处通入，其电极反应式：CH3OH + H2O - 6e- = CO2 + 6H+，电池内部H＋向正极，即向右移动；（3）根据焓变与键能的计算公式：△H＝反应物总键能-生成物总键能=945 kJ·mol－1+3×436kJ·mol－1-6 a kJ·mol－1＝－93 kJ·mol－1，解得a=391 kJ·mol－1；（4）根据盖斯定律有△H ＝2△H1+-=+226.7 kJ·mol－1。