Question

10．北京时间11月1日清晨5时58分07秒，中国“长征二号F”遥八运载火箭在酒泉卫星发射中心载人航天发射场点火发射，火箭的第三级使用的推进剂是液氢和液氧．
已知下面在298K时的热化学方程式：
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）；△H═-571.6kJ•mol^-1
CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）；△H═-890.3kJ•mol^-1
C（S）+O₂（g）═CO₂（g）；△H═-393.5kJ•mol^-1
根据上面的热化学方程式完成下列问题：
（1）通过计算说明等质量的H₂、C、CH₄完全燃烧时放出热量最多的是H₂．
（2）根据以上反应，则C（s）+2H₂（g）═CH₄（g）的焓变△H=-74.8kJ•mol^-1．
（3）已知H₂O（l）═H₂O（g）；△H═+44.0kJ•mol^-1
试写出甲烷燃烧生成二氧化碳和水蒸气时的热化学方程式：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-802.3 kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）根据热化学方程式的含义分别计算出1克物质燃烧释放出的热量；
（2）根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减，反应热也处于相应的系数进行相应的加减，构造目标热化学方程式，从而得出化学反应的焓变；
（3）根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减，反应热也处于相应的系数进行相应的加减，构造目标热化学方程式；

解答 解：（1）设H₂、C、CH₄的质量都为1g，完全燃烧时放出热量分别是$\frac{571.6kJ}{4}$、$\frac{393.5kJ}{12}$、$\frac{890.3kJ}{16}$、最大值应为$\frac{571.6kJ}{4}$，因此相同质量的H₂、C、CH₄完全燃烧时，放出热量最多的是H₂；
故答案为：H₂；
（2）①2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1?
②CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O （l）△H=-890.3kJ•mol^-1?
③C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1?
根据盖斯定律，①+③-②得热化学方程式为C（s）+2H₂（g）═CH₄（g）△H=-74.8 kJ•mol^-1；
故答案为：-74.8 kJ•mol^-1；?
（3）①CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O （l）△H=-890.3kJ•mol^-1?
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44.0kJ•mol^-1
根据盖斯定律，①+②×2得：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-802.3 kJ•mol^-1；
故答案为：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-802.3 kJ•mol^-1；

点评 本题考查反应热的计算，涉及盖斯定律的应用，题目难度不大，对学生的综合计算能力要求较高．