题目内容

已知:
①1molH2中的共价键断裂吸收436KJ能量,0.5molO2中的共价键断裂吸收249KJ能量,形成1mol水蒸气中的共价键释放930KJ能量.
②H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ?mol-1
③CH4 (g)+2O2(g)=2H2O(l)+CO2(g)△H=-890kJ?mol-1
(1)写出H2 在O2中燃烧生成水蒸气的热化学方程式
 

(2)1.12L(折算成标况下的体积)H2完全燃烧生成液态水放出的热量为
 

(3)实验测得氢气和甲烷的混合气体共4mol完全燃烧时放热为2358kJ(生成的水为液态),则混合气体中氢气和甲烷的体积比为
 
考点:用盖斯定律进行有关反应热的计算,有关反应热的计算
专题:化学反应中的能量变化
分析:(1)依据热化学方程式的书写方法写出,标注物质聚集状态和对应反应的焓变,焓变△H=反应物键能之和-生成物键能之和;
(2)由(1)中的热化学方程式结合反应②利用盖斯定律求出生成液体水的热化学方程式,再根据氢气的量进行计算;
(3)先根据方程式求出H2和CH4的燃烧热,化学反应的燃烧热和物质的量之间成正比,然后设出H2的物质的量,利用方程式来解各自的物质的量即可得出结果.
解答: 解:(1)已知拆开1molH2中的化学键需要消耗436kJ能量,0.5molO2中的共价键断裂吸收249KJ能量即拆开1molO2中化学键需要消耗498kJ能量,形成1mol水蒸气中的共价键释放930KJ能量,
则2H2+O2=2H2O中△H=436kJ×2+498kJ/mol-930kJ/mol×2=-490KJ/mol,
热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-490kJ?mol-1;故答案:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-490kJ?mol-1
(2)由(1)得2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-490kJ?mol-1;结合②H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ?mol-1
则生成液态水的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-578kJ?mol-1;1.12L(折算成标况下的体积)H2完全燃烧生成液态水放出的热量为
578
2
×
1.12
22.4
=14.45KJ;故答案:14.45KJ;
(3)设混合气中H2的物质的量为x,则CH4的物质的量为4mol-x.根据题意,列方程为:
578
2
kJ/mol×x+890kJ/mol×(4mol-x)=2358kJ
解得 x=2mol;CH4的物质的量为4mol-2mol=2mol.
所以混合气体中H2与CH4的体积比即物质的量之比为2:2=1:1,故答案:1:1.
点评:本题考查了热化学方程式书写方法,焓变计算应用,注意热化学方程式对应焓变的计算方法,题目较简单.
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