Question

20．已知：①2H₂（ g ）+O₂（ g ）=2H₂O （ l ）；△H=-572kJ/mol
②2H₂（ g ）+O₂（ g ）=2H₂O （ g ）；△H=-484kJ/mol
③CH₄ （ g ）+2O₂（ g ）=2H₂O （ l ）+CO₂（ g ）；△H=-890kJ/mol
（1）已知H-H的键能436kJ/mol   O=O的键能496kJ/mol  H-O的键能463kJ/mol，根据上述数据计算①②哪一个反应可以通过键能直接计算得出②．并计算写出反应 H₂O （ l ）=H₂O （ g ）的焓变△H=+44kJ•mol^-1．
（2）请根据题干计算CO₂（g）+4H₂（ g ）=CH₄（ g ）+2H₂O（ g ）的焓变△H=-166kJ•mol^-1；．
（3）在①②③三个方程式中哪一个是燃烧热的热化学方程式③．（填反应方程式的序号）
标准状况下，取甲烷和氢气的混合气体11.2L完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为26、3.8kJ，试求混合气体中甲烷和氢气体积比2：3．

Answer 1

分析 （1）根据反应热=反应物的键能总和-生成物的键能总和，根据盖斯定律计算反应 H₂O （ l ）=H₂O （ g ）的焓变△H；
（2）根据盖斯定律计算；
（3）燃烧热是指完全燃烧1mol物质生成稳定产物（液态水）所放出的热量，甲烷和氢气的混合气体11.2L（标准状况下），则其物质的量为0.5mol，设甲烷为xmol，氢气为ymol，根据物质的量之比等于热量比，结合热化学方程式计算．

解答 解：（1）根据反应热=反应物的键能总和-生成物的键能总和，△H=2×436+496-4×463=-484kJ/mol，与反应②的反应热相同，则反应②可通过键能直接计算得出；根据盖斯定律H₂O （ l ）=H₂O （ g ）的焓变△H=$\frac{②-①}{2}$=+44 kJ•mol^-1；
故答案为：②；+44 kJ•mol^-1；    
（2）根据盖斯定律CO₂（g）+4H₂（ g ）=CH₄（ g ）+2H₂O（ g ）的焓变△H=①+②-③=-572kJ/mol+（-484kJ/mol）-（-890kJ/mol）=-166 kJ•mol^-1 
故答案为：-166 kJ•mol^-1；
（3）燃烧热是指完全燃烧1mol物质生成稳定产物（液态水）所放出的热量，则反应③为燃烧热的热化学方程式；甲烷和氢气的混合气体11.2L（标准状况下），则其物质的量为0.5mol，设甲烷为xmol，氢气为ymol，
已知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （l）；△H=-572kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （g）；△H=-484kJ/mol
CH₄ （g）+2O₂（g）=2H₂O （l）+CO₂（g）；△H=-890kJ/mol
则xmol甲烷燃烧放出的热量为890xkJ，ymol氢气燃烧放出热量为$\frac{y}{2}$×572kJ，
所以890xkJ+$\frac{y}{2}$×572kJ=263.8，
x+y=0.5mol
解得：x：y=2：3，
故答案为：③；2：3．

点评 本题考查燃烧热的定义及根据热化学方程式及盖斯定律进行的有关反应热的计算，难度不大，理解热化学方程式的意义是关键，注意室温下水为液体．