Question

【题目】已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-572kJ·mol-1

②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-484kJ·mol-1

③CH4(g)+2O2(g)=2H2O(l)+CO2(g) ΔH=-890kJ·mol-1

（1）已知H—H键的键能为436kJ·mol-1，O=O键的键能为496kJ·mol-1，H—O键的键能为463kJ·mol-1，根据上述数据通过键能可直接计算出反应___(填反应序号)的焓变，由反应①②可得出反应比H2O(l)=H2O(g)的焓变ΔH=___。

（2）根据题干可计算出CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)的焓变ΔH=___。

（3）在①②③三个热化学方程式中，可表示燃烧热的热化学方程式的是___(填序号)。标准状况下，取甲烷和氢气的混合气体11.2L，完全燃烧后恢复到常温，放出的热量为263.8kJ，则混合气体中甲烷和氢气的体积比为___。

Answer 1

【答案】② +44kJ·mol-1 -166kJ·mol-1 ③ 2：3

【解析】

(1)在标准状况下，将1mol气态分子解离为气态原子所需的能量或者气态原子形成1mol气态分子所放出的能量叫键能，结合所给键能，能直接计算②的焓变，将两个热化学方程式作如下处理：得H2O(l)=H2O(g)，所以H2O(l)=H2O(g)的焓变ΔH==+44kJ·mol-1，故答案为：②；+44kJ·mol-1；

（2）将热化学方程式作如下处理：①+②-③得：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)，所以，CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)的ΔH=-572kJ·mol-1+(-484kJ·mol-1)-(-890kJ·mol-1)= -166kJ·mol-1，故答案为：-166kJ·mol-1；

（3）1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量称为燃烧热。①氢气物质的量不是1mol，②H元素燃烧产生的稳定化合物应为液态水，③满足条件，故能代表燃烧热的热化学方程式为③。设甲烷的物质的量为x，氢气的物质的量为y，可得：x+y=，混合气体完全燃烧恢复到室温下，由2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-572kJ·mol-1可知，每2molH2燃烧放出572kJ热量，那么y mol燃烧放出kJ=286ykJ热量，由CH4(g)+2O2(g)=2H2O(l)+CO2(g) ΔH=-890kJ·mol-1可知，每1molCH4完全燃烧放出890kJ热量，所以x mol燃烧放出890x kJ的热量，所以286y +890x =263.8，结合x+y==0.5mol解得：x=0.2mol，y=0.3mol。同温同压下，任何两种气体的体积比等于物质的量之比，故混合气体中甲烷和氢气的体积比=0.2mol:0.3mol=2:3，故答案为：③；2:3。