Question

12．甲醇是重要的工业原料．煤化工可以利用煤炭制取水煤气从而合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．

化学键	H-H	H-O	O=O
键能kJ/mol	436	x	496

已知：
①图为反应的能量变化和物质键能
②CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-280kJ/mol
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-284kJ/mol
H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ/mol
请回答下列问题：
（1）请写出表示气态甲醇燃烧热的热化学方程式CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-757kJ•mol^-1．
（2）H-O键的键能x为462kJ/mol．
（3）甲醇气体分解为CO和H₂两种气体的反应的活化能为510kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）燃烧热的热化学方程式中，可燃物为1mol，反应生成稳定的氧化物，
由图可得热化学方程式：①CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91kJ/mol，
又已知：②CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-280kJ/mol
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-284 kJ/mol
根据盖斯定律，③×2+②-①可得：CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）；
（2）已知：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-284 kJ/mol，
H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ/mol，
二者相加可得：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-240 kJ/mol，反应热=反应物总键能-生成物总键能，进而计算x的值；
（3）由图象判断，活化能为活化分子具有的能量．

解答 解：（1）由图可得热化学方程式：①CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91kJ/mol，
又已知：②CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-280kJ/mol
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-284 kJ/mol
根据盖斯定律，③×2+②-①可得：CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-757kJ•mol^-1，
故答案为：CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-757kJ•mol^-1；
（2）已知：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-284 kJ/mol，
H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ/mol
二者相加可得：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-240 kJ/mol，
反应热=反应物总键能-生成物总键能，则436kJ/mol+$\frac{1}{2}$×496kJ/mol-2×x kJ/mol=-240kJ/mol，解得x=462，
故答案为：462；
（3）由图形可知甲醇气体分解为CO和H₂两种气体的反应的活化能为（419+91）kJ/mol=510kJ/mol，
故答案为：510．

点评 本题考查了热化学方程式的书写和含义、化学反应的能量变化分析、盖斯定律的应用，为高考常见题型，注意图象识别和理解含义是解题关键，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，难度不大．