Question

科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与CO₂反应生成甲醇（CH₃OH），并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池．已知H₂（g）、CO（g）和CH₃OH（l）的燃烧热△H分别为﹣285.8kJ/mol、﹣283.0kJ/mol和﹣726.5kJ/mol，请回答下列问题：

（1）用太阳能分解5mol水消耗的能量是  kJ．

（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为  ．

（3）已知25℃、101kPa下，H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ•mol^﹣1．则1g甲醇（CH₃OH）燃烧生成CO₂和气态水时放出的热量为  ．

Answer 1

考点：  有关反应热的计算；热化学方程式．

专题：  化学反应中的能量变化．

分析：  （1）根据氢气的燃烧热可知水分解吸收的能量，然后利用化学计量数与反应热的关系来计算；

（2）根据CO和CH₃OH的燃烧热先书写热方程式，再利用盖斯定律来分析甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式；

（3）1mol液态水变成气态水需吸热44KJ，结合CH₃OH（l）的燃烧热△H为﹣726.5kJ/mol求解，气态水时放出的热量少；

解答：  解：（1）由H₂（g）的燃烧热△H为﹣285.8kJ•mol^﹣1知，1molH₂（g）完全燃烧生成1molH₂O（l）放出热量285.8kJ，

即分解1mol H₂O（l）为1mol H₂（g）消耗的能量为285.8kJ，则分解5mol H₂O（l）消耗的能量为285.8kJ×5=1429kJ，

故答案为：1429；

（2）由CO（g）和CH₃OH（l）的燃烧热△H分别为﹣283.0kJ•mol^﹣1和﹣726.5kJ•mol^﹣1，则

①CO（g）+O₂（g）=CO₂（g）△H=﹣283.0kJ•mol^﹣1

②CH₃OH（l）+O₂（g）=CO₂（g）+2 H₂O（l）△H=﹣726.5kJ•mol^﹣1

由盖斯定律可知，②﹣①得反应CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l），则△H=﹣726.5kJ•mol^﹣1﹣（﹣283.0kJ•mol^﹣1）=﹣443.5kJ•mol^﹣1，

故答案为：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l）△H=﹣443.5kJ•mol^﹣1；

（3）CH₃OH（l）的燃烧热△H为﹣726.5kJ/mol，热化学方程式为CH₃OH（g）+O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=﹣726.5kJ/mol，1mol液态水变成气态水需吸热44KJ，若2mol液态水变成水蒸气时则吸热88KJ，热化学方程式为CH₃OH（g）+O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=﹣（726.5﹣88）kJ/mol=﹣638.5kJ/mol，则1g甲醇（CH₃OH）燃烧生成CO₂和气态水时放出的热量为×638.5kJ≈19.95KJ，

故答案为：19.95KJ；

点评：  本题考查反应热的有关计算，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意若为放热反应，则△H为“﹣”；若为吸热反应，则△H为“+”．对于同一反应来说，计量系数不同，△H不同，题目难度中等．