Question

【题目】Ⅰ.保护环境，提倡“低碳生活”，是我们都应关注的社会问题。目前，一些汽车已改用天然气（CNG）做燃料，以减少对空气污染。已知：16g甲烷完全燃烧生成液压态水放出890kJ热量,1mol碳完全燃烧生成二氧化碳放出393.5kJ热量，通过计算比较，填写下列表格（精确到0.01）：

物质质量1g	燃烧放出的热量/kJ	生成CO2的质量/g
碳	32.80	_________
甲烷	_________	2.75

根据表格中的数据，天然气与煤相比，用天然气做燃料的优点是 ____________。

II.联合国气候变化大会于2009年12月7～18日在哥本哈根召开。中国政府承诺到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。

(1)用CO2和氢气合成CH3OCH3(甲 醚 )是解决能源危机的研究方向之一。

已知：CO(g)+2H2(g)= CH3OH(g) △H1 = -90.7kJ·mol－1

2CH3OH(g)= CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2 = -23.5kJ·mol－1

CO(g)+H2O(g)= CO2(g)+H2(g) △H3= -41.2kJ·mol－1

则CO2和氢气合成CH3OCH3(g)的热化学方程式为：_____________________________ 。

(2)恒温下，一体积固定的密闭容器中存在反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H<0，若增大CO的浓度，则此反应的焓变___________（填“增大”、“减小”、“不变”）。

(3)在催化剂和一定温度、压强条件下，CO与H2可反应生成 甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)， CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示，则：p1_______________ p2 （填“>”、 “<”或“ = ”,下同），该反应的△H___________0。

(4)化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示,现提供以下化学键的键能：E(P-P)=akJ·mol-1、E(P-O)=bkJ·mol-1、E(O=O)=ckJ·mol-1，则反应P4(白磷)燃烧生成P4O6的热化学方程式为(反应热用a、b、c表示)：_____________________。

。

Answer 1

【答案】3.67 55.63 等质量的C和CH4完全燃烧时，甲烷生成CO2的量少，且放出的热量多 2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+ 3H2O(g)△H =-122.5kJ·mol-1 不变 < < P4(g)+3O2(g)=P4O6(g) △H =(6a+3c-12b)kJ·mol-1

【解析】

I.C燃烧的热化学方程式为：C(s)＋O2(g)=CO2(g) △H=－393.5kJ·mol－1，因此放出32.80kJ的热量，生成CO2的质量为32.80×44/393.5g≈3.67g，16g甲烷生成CO的质量为44g，放出的热量为890kJ，则生成2.75gCO2，放出的热量为2.75×890/44kJ≈55.63kJ；16gC放出热量为16×393.5/12kJ=525.67kJ，等质量的C和CH4完全燃烧时，甲烷生成CO2的量少，且放出的热量多；

II．（1）CO2和H2合成CH3OCH3的化学方程式为2CO2＋6H2→CH3OCH3＋3H2O，CO(g)+2H2(g)= CH3OH(g) ①，2CH3OH(g)= CH3OCH3(g)+H2O(g) ②，CO(g)+H2O(g)= CO2(g)+H2(g)③，①×2＋②－③×2，△H=2△H1＋△H2－2△H3=－122.5kJ·mol－1；

（2）焓变只与始态和终态有关，改变物质的量，焓变不变；

（3）作等温线，根据化学反应方程式，增大压强，平衡向正反应方向进行，CO的转化率增大，即p2>p1；随着温度的升高，CO的转化率降低，根据勒夏特列原理，正反应方向为放热反应，即△H<0；

（4）发生化学方程式为P4＋3O2=P4O6，利用△H=反应物键能总和－生成物键能总和=(6a＋3c－12c)kJ·mol－1，热化学反应方程式为P4(g)+3O2(g)=P4O6(g) △H =(6a+3c-12b)kJ·mol－1。