Question

【题目】甲烷、一氧化碳和氢气、甲醇等既是重要的燃料也是重要的化工原料． 已知：
①2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H1=﹣571.6kJmol﹣1
②CH4（g）+ O2（g）═CO（g）+2H2（g）△H2=﹣36kJmol﹣1
③CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H3=+216kJmol﹣1
（1）氢气的燃烧热为 ， 写出甲烷不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式： ．
（2）现有1mol由H2O（g）与O2组成的混合气体，且O2的体积分数为x，将此混合气体与足量CH4充分反应．当x=时，反应②与③放出（或吸收）的总能量为0．若②反应过程中能量转化过程如图所示，下列有关说法中正确的是 ．
A．E1=36kJ B．E2=36kJ C．E1﹣E2=36kJ D．E3﹣E1=36kJ
（3）工业上可通过CO和H2化合制得CH3OH：CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H1（CO结构式为C≡O）．又知某些化学键的键能（断开1mol化学键时所需要的最低能量）数值如表：

化学键	C﹣C	C﹣H	H﹣H	C﹣O	C≡O	H﹣O
键能 （kJ/mol）	348	413	436	358	1072	463

则△H1= ．

Answer 1

【答案】
（1）△H=﹣285.8kJ?mol﹣1；CH4（g）+ O2（g）═CO（g）+2H2O（l）△H=﹣607.6kJ?mol﹣1
（2）0.75；C
（3）﹣116kJ?mol﹣1
【解析】解：（1）2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H1=﹣571.6kJmol﹣1 ， 即1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量285.8 kJ，故氢气的燃烧热为△H=﹣285.8 kJmol﹣1 ， ①2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H1=﹣571.6kJmol﹣1②CH4（g）+ O2（g）═CO（g）+2H2（g）△H2=﹣36kJmol﹣1依据盖斯定律①+②得到甲烷不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为：CH4（g）+ O2（g）═CO（g）+2H2O（l）△H=﹣607.6 kJmol﹣1 ， 所以答案是：△H=﹣285.8 kJmol﹣1；CH4（g）+ O2（g）═CO（g）+2H2O（l）△H=﹣607.6 kJmol﹣1；（2）由反应②和③△H的数值可知，当O2与H2O的物质的量之比为3：1时，反应②与③的总能量变化为0，O2的体积分数为x=0.75；由方程式②知36 kJ是该反应的能量变化，数值上与该反应的反应热相等，而反应热应等于生成物与反应物的能量之差，故36 kJ是E1、E2数值的差，所以答案是：0.75；C；（3）工业上可通过CO和H2化合制得CH3OH：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）中的焓变△H1=反应物总键能﹣生成物总键能，依据图表提供的化学键的键能计算得到△H1=1072kJmol﹣1+2×436kJmol﹣1﹣（3×413kJmol﹣1+358kJmol﹣1+463kJmol﹣1）=﹣116 kJmol﹣1 ， 所以答案是：﹣116 kJmol﹣1 ．