Question

【题目】甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料．利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：

①CO（g）+2H2（g）CH3OH（g） ΔH1

②CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g） ΔH2

③CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g） ΔH3

回答下列问题：

（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：

化学键	H﹣H	C﹣O	C≡O	H﹣O	C﹣H
E/( kJmol-1)	436	343	1076	465	413

由此计算ΔH1=______。已知ΔH2=﹣58 kJmol-1，则ΔH3=______。

（2）合成气中的氢气是发展中的新能源，它的利用包括制备、储存和应用三个环节。与汽油相比，氢气作为燃料的优点是__________________________________________________________（写出两点），缺点是______________________________________________________________________（写出两点）。

Answer 1

【答案】 -99 kJmol-1 +41 kJmol-1 资源丰富，可再生；燃烧热值高；产物无毒、无污染 氢气的储存和运输困难；以水为原料获得廉价、丰富的氢能技术还有待突破。

【解析】（1）因为反应热=反应物的总键能-生成物的总键能，所以ΔH1=1076kJmol-1+2×436kJmol-1-3×413 kJmol-1-343 kJmol-1-465 kJmol-1=-99 kJmol-1；根据盖斯定律，②-①得反应③，则ΔH3=-58kJmol-1+99kJmol-1=+41kJmol-1。

（2）氢气作为能源具有其它能源所不具备的优点：①可以用广泛存在的水作原料来制取；②燃烧热值高，放出的热量约为同质量汽油的三倍；③最大的优点是它燃烧后的产物是水，不污染环境。综上分析，与汽油相比，氢气作为燃料的优点有：污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高等。发展氢能源需要解决如何廉价地大量制备氢气，以及如何安全贮存、运输氢气等问题，世界各地的科学家正在致力于这方面的研究。综上分析，与汽油相比，氢气作为燃料的缺点是：氢气的储存和运输困难；以水为原料获得廉价、丰富的氢能技术还有待突破。