Question

17．如图表示甲烷和氧气反应过程中的能量变化：请回答下列问题：
（1）甲烷燃烧反应中，反应物的总能量大于，（填“大于”“小于或“等于”生成物的总能量．
（2）甲烷燃烧可能生成水蒸汽，也可能生成液态水．相同条件下，如果反应生成1molCO₂（g）与2mot H₂O（1），若将其标在图中，则其位置应在A（填代号）．
A．③下方       B．②与③之间
C．①与②之间   D．①上方
（3）根据图中数据计算，1mol CH₄ （g）和2mol O₂（g）的总能量之差为800  kJ．若一定量的CH₄与O₂ 发生上述反应时的能量变化为200kJ，则生成C=0键的物质的量为 0.5mol．
（4）已知破坏1mol C-H键需要吸收415kJ能量，则破坏1mol O=O中的化学键需要吸收的能量为493kJ．

Answer 1

分析 （1）所有的燃烧反应是放热反应，故反应物的总能量大于生成物的总能量；
（2）液态水所含的总能量低于气态水所含的总能量；
（3）总能量之差=生成物总能量-反应物总能量；1molCH₄ 参与反应放出800J的热量，当能量变化为200kJ时，则参与反应的CH₄ 0.25mol，据元素守恒，则生成0.25molCO₂，CO₂结构简式为O=C=O，故有0.5molO=C键；
（4）由图象可知破坏4mol C-H键和2molO-O键，所需要吸收2646kJ能量，其中破坏4mol C-H键需要吸收4×415kJ=1660kJ能量，所以破坏1mol氧气中的 O=O中的化学键需要吸收的能量为$\frac{1}{2}$（2646-1660）kJ=493kJ，据此分析．

解答 解：（1）所有的燃烧反应是放热反应，故反应物的总能量大于生成物的总能量，
故答案为：大于；
（2）液态水所含的总能量低于气态水所含的总能量，故在③的下方，
故答案为：A；
（3）总能量之差=生成物总能量-反应物总能量，故1mol CH₄ （g）和2mol O₂（g）的总能量之差为（3446-2646）=800KJ；1molCH₄ 参与反应放出800J的热量，当能量变化为200kJ时，则参与反应的CH₄ 0.25mol，据元素守恒，则生成0.25molCO₂，CO₂结构简式为O=C=O，故有0.5molO=C键，
故答案为：800；0.5；
（4）由图象可知破坏4mol C-H键和2molO-O键，所需要吸收2646kJ能量，其中破坏4mol C-H键需要吸收4×415kJ=1660kJ能量，所以破坏1mol氧气中的 O=O中的化学键需要吸收的能量为$\frac{1}{2}$（2646-1660）kJ=493kJ，
故答案为：493．

点评 本题考查了化学反应能量变化、依据化学键能计算反应能量变化，主要是基础的熟练掌握，题目难度不大．