Question

【题目】甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2 )在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1

②CO2(g)+3H2(g)CH 3OH(g)+H2O(g) △H2

③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3

已知反应①中相关的化学键键能数据如下：

化学键	H—H	C—O		H—O	C—H
E/(kJ mol-1)	436	343	1076	465	413

回答下列问题：

（1）CH3OH中氧在周期表中位于___，属于___区元素，与其同周期相邻两种元素原子的第一电离能由大到小的顺序为___（用元素符号表示），其原因是___。

（2）写出CH3OH的结构式___；反应①的热化学方程式(热量用具体数值表示)___。

（3）当△H2=-58kJ mol-1，则△H3=__kJ mol-1。

（4）CO和H2的混合气体又称水煤气，可由水和煤在一定条件下产生，写出该反应的化学方程式___。

Answer 1

【答案】第二周期VIA族 P F＞N＞O 同一周期从左至右第一电离能逐渐增大，但N元素2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能反常增大，因而F＞N＞O CO（g）+2H2（g）CH3OH（g） △H=-99kJ mol-1 +41 C +H2OCO+H2

【解析】

（1）O为8号元素，核外有8个电子为非金属元素；同周期从左向右，第一电离能逐渐增大；

（2）甲醇中各原子都是以共价单键结合形成的；根据△H=反应物的总键能-生成物的总键能计算出反应热后，书写正确的热化学方程式；

（3）根据盖斯定律可知，反应②-反应①=反应③，据此计算△H3；

（4）C与水蒸气反应生成CO和H2。

（1）O为8号元素，位于第二周期第VIA族，位于P区；与其同周期相邻两种元素为N、F，同周期，从左向右，第一电离能逐渐增大，但N元素2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能反常增大，因此第一电离能F＞N＞O；

（2）甲醇中各原子都是以共价单键结合形成的，结构式为：；对于反应①的反应热△H=反应物的总键能-生成物的总键能，因此△H1=1076+2×436-(3×413+343+465) kJ mol-1=-99 kJ mol-1，因此热化学方程式为：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g） △H=-99kJ mol-1；

（3）根据盖斯定律可知，反应②-反应①=反应③，因此△H3=△H2-△H1=-58 kJ mol-1-(-99 kJ mol-1)=+41 kJ mol-1;

（4）C与水蒸气反应生成CO和H2，反应方程式为：C +H2OCO+H2。