Question

（1）1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H₂，需吸收10.94kJ热量，此反应的热化学方程式为

 

．
（2）已知：①CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-Q₁kJ?mol^-1，
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₂=-Q₂kJ?mol^-1，
③2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₃=-Q₃kJ?mol^-1．
常温下，取体积比4：1的甲烷和氢气的混合气体11.2L（标准状况下），经完全燃烧后恢复至室温，则放出的热量为

 

．
（3）以H₂为燃料可制成氢氧燃料电池．已知：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-572kJ?mol^-1，某氢氧燃料电池释放228.8kJ电能时，生成1mol液态水，该电池的能量转化率为

 

．

Answer 1

考点：热化学方程式,有关反应热的计算

专题：化学反应中的能量变化

分析：（1）由1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H₂，需吸收10.94kJ热量，则1mol碳与水蒸气反应，吸收10.94KJ×12=131.28kJ，并注意物质的状态来解答．
（2）根据混合气体的体积计算混合气体的物质的量，结合气体体积比计算甲烷、氢气的物质的量，再根据热化学反应方程式计算放出的热量．注意燃烧后恢复至常温，氢气燃烧放出的热量应选择生成液态水的热化学反应方程式计算；
（3）先根据热化学方程式式求出生成1mol液态水，理论上放出的能量，然后根据电池的能量转化率=

实际产生能量

理论产生能量

×100%．

解答： 解：（1）由1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H₂，需吸收10.94kJ热量，则1mol碳与水蒸气反应，吸收10.94KJ×12=131.28kJ，
则此反应的热化学方程式为C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.28kJ?mol^-1，
故答案为：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.28kJ?mol^-1；
（2）甲烷和氢气的混合气体11.2L（已折合成标准状况），所以甲烷和氢气的混合气体的总的物质的量为

11.2

22.4

=0.5mol，
甲烷和氢气的体积比为4：1，所以甲烷的物质的量为0.5mol×

4

5

=0.4mol，氢气的物质的量为0.5mol-0.4mol=0.1mol．
由CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-Q₁kJ/mol可知，
0.4mol甲烷燃烧放出的热量为0.4mol×Q₁kJ/mol=0.4Q₁kJ；
由2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-Q₃kJ/mol可知，
0.1mol氢气燃烧生成液态水放出的热量为0.1mol×

1

2

×Q₃kJ/mol=0.05Q₃kJ．
所以放出的热量为（0.4Q₁+0.05Q₃）kJ，
故答案为：（0.4Q₁+0.05Q₃）kJ；
（3）生成1mol液态水，理论上放出的能量为

572kJ

2

=286KJ，电池的能量转化率=

实际产生能量

理论产生能量

×100%=

228.8kJ

286kJ

×100%=80%，
故答案为：80%．

点评：本题考查根据热化学方程式计算反应热，难度不大，注意根据水的状态选择相应的热化学方程式计算反应热．