Question

【題目】甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇，發生的主要反應如下：

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

（1）回答下列問題：已知反應①中相關的化學鍵鍵能數據如下：

化學鍵	H—H	C—O	C≡O	H—O	C—H
E/(kJ·mol－1)	436	343	1 076	465	413

由此計算ΔH1＝______kJ·mol－1；已知ΔH2＝－58 kJ·mol－1，則ΔH3＝_______kJ·mol－1。

(2)已知在常溫常壓下：

①2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 275.6 kJ·mol－1

②H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1

寫出表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式_________________。

（3）已知常溫時紅磷比白磷穩定，已知：

①P4（白磷，s）+5O2（g）===2P2O5（s）ΔH1

②4P（紅磷，s）+5O2（g）===2P2O5（s）ΔH2

比較反應中ΔH的大小：ΔH1_______ΔH2（填“＞”、“＜”或“=”）。

（4）已知：稀溶液中，H+（aq）+OH﹣（aq）===H2O（l）ΔH=﹣57.3 kJ，則濃硫酸與稀氫氧化鈉溶液反應生成1 mol水，放出的熱量_____57.3 kJ（填“＞”、“＜”或“=”）。

Answer 1

【答案】 －99 ＋41 CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O ΔH＝－725.8 kJ·mol－1 ＜ ＞

【解析】(1)反應熱=反應物總鍵能-生成物總鍵能，故△H1=1076kJ·mol-1+2×436kJ·mol-1-(3×413+343+465)kJ·mol-1=-99kJ·mol-1；根據蓋斯定律：反應②-反應①=反應③，故△H3=△H2-△H1=-58kJ·mol-1-(-99kJ·mol-1)=+41kJ·mol-1，故答案為：-99；+41 ；

(2)①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H1=-1275.6kJ/mol，②H2O(g)=H2O(l) △H3=-44.0kJ/mol，由蓋斯定律①+②×4，得：2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2 (g)+4H2O(l) △H=(-1275.6kJ/mol)+(-44.0kJ/mol)×4=-1451.6kJ/mol，則表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式為CH3OH(l)＋ O2(g)=CO2(g)＋2H2O 　ΔH＝－725.8 kJ/mol，故答案為：CH3OH(l)＋ O2(g)=CO2(g)＋2H2O 　ΔH＝－725.8kJ/mol；

(3)常溫時紅磷比白磷穩定，說明白磷能量高，反應放出的熱量較多，因△H＜0，則放出的能量越多反應熱越小，故答案為：＜；

(4)濃硫酸溶于水放熱，放出的熱量大于57.3kJ；故答案為：＞。