Question

17．设N_A为阿伏加德罗常数的值，对反应：
①CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-a kJ/mol
②CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-b kJ/mol
（a、b均为正值），其他数据如表所示：

化学键	C=O	O=O	C-H	O-H
键能/kJ•mol-1	798	x	413	463

下列说法正确的是（　　）

• A． H₂O（g）═H₂O（l）△S＜0，△H=（a-b）kJ/mol
• B． 当有4N_A个C-H键断裂时，该反应放出热量一定为a kJ
• C． x=$\frac{1796-b}{2}$
• D． 利用反应①设计的原电池电解精炼铜时，当负极输出0.2N_A个电子时，电解槽的阳极一定减轻6.4g

Answer 1

分析 A．根据热化学方程式①②及盖斯定律进行计算；
B．有4N_A个C-H键断裂时，反应消耗的甲烷为1mol，但是反应①②中放出热量不同；
C．根据反应②及焓变=反应物总键能-生成物总键能进行计算；
D.0.2N_A个电子的物质的量为0.2mol，由于粗铜中含有铁、锌等杂质，则阳极铜失去的电子小于0.2mol，物质的量小于0.1mol．

解答 解：A．①CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-a kJ/mol、②CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-b kJ/mol，根据盖斯定律$\frac{1}{2}$（①-②）可得：H₂O（g）═H₂O（l）△H=$\frac{1}{2}$（b-a）kJ/mol，故A错误；
B．有4N_A个C-H键断裂时，反应消耗了1mol甲烷，若按照反应①进行，放热热量为akJ，若按照反应②进行，放热热量为bkJ，故B错误；
C．根据反应②可知，△H₂=413kJ/mol×4+2xkJ/mol-（798×2+463×4）kJ/mol=-b kJ/mol，整理可得：x=$\frac{1796-b}{2}$，故C正确；
D．电解精炼铜时，当负极输出0.2N_A个电子时，转移电子的物质的量为0.2mol，若完全由铜放电，参加反应的铜的物质的量为$\frac{0.2mol}{2}$=0.1mol，质量为：64g/mol×0.1mol=6.4g，由于粗铜中含有杂质铁、锌，所以电解槽的阳极减轻的质量不一定为6.4g，故D错误；
故选C．

点评 本题考查了反应热的计算，题目难度中等，涉及电解精炼铜、盖斯定律在热化学方程式中的应用、焓变与化学键的关系等知识，明确盖斯定律的内容为解答关键，注意掌握焓变与反应物、生成物总键能的关系．