Question

【題目】Ⅰ.保護環境，提倡“低碳生活”，是我們都應關注的社會問題。目前，一些汽車已改用天然氣（CNG）做燃料，以減少對空氣污染。已知：16g甲烷完全燃燒生成液壓態水放出890kJ熱量,1mol碳完全燃燒生成二氧化碳放出393.5kJ熱量，通過計算比較，填寫下列表格（精確到0.01）：

物質質量1g	燃燒放出的熱量/kJ	生成CO2的質量/g
碳	32.80	_________
甲烷	_________	2.75

根據表格中的數據，天然氣與煤相比，用天然氣做燃料的優點是 ____________。

II.聯合國氣候變化大會于2009年12月7～18日在哥本哈根召開。中國政府承諾到2020年，單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。

(1)用CO2和氫氣合成CH3OCH3(甲 醚 )是解決能源危機的研究方向之一。

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

則CO2和氫氣合成CH3OCH3(g)的熱化學方程式為：_____________________________ 。

(2)恒溫下，一體積固定的密閉容器中存在反應CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H<0，若增大CO的濃度，則此反應的焓變___________（填“增大”、“減小”、“不變”）。

(3)在催化劑和一定溫度、壓強條件下，CO與H2可反應生成 甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)， CO的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示，則：p1_______________ p2 （填“>”、 “<”或“ = ”,下同），該反應的△H___________0。

(4)化學反應可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程�；瘜W鍵的鍵能是形成(或拆開)1mol化學鍵時釋放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6的分子結構如圖所示,現提供以下化學鍵的鍵能：E(P-P)=akJ·mol-1、E(P-O)=bkJ·mol-1、E(O=O)=ckJ·mol-1，則反應P4(白磷)燃燒生成P4O6的熱化學方程式為(反應熱用a、b、c表示)：_____________________。

。

Answer 1

【答案】3.67 55.63 等質量的C和CH4完全燃燒時，甲烷生成CO2的量少，且放出的熱量多 2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+ 3H2O(g)△H =-122.5kJ·mol-1 不變 < < P4(g)+3O2(g)=P4O6(g) △H =(6a+3c-12b)kJ·mol-1

【解析】

I.C燃燒的熱化學方程式為：C(s)＋O2(g)=CO2(g) △H=－393.5kJ·mol－1，因此放出32.80kJ的熱量，生成CO2的質量為32.80×44/393.5g≈3.67g，16g甲烷生成CO的質量為44g，放出的熱量為890kJ，則生成2.75gCO2，放出的熱量為2.75×890/44kJ≈55.63kJ；16gC放出熱量為16×393.5/12kJ=525.67kJ，等質量的C和CH4完全燃燒時，甲烷生成CO2的量少，且放出的熱量多；

II．（1）CO2和H2合成CH3OCH3的化學方程式為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）焓變只與始態和終態有關，改變物質的量，焓變不變；

（3）作等溫線，根據化學反應方程式，增大壓強，平衡向正反應方向進行，CO的轉化率增大，即p2>p1；隨著溫度的升高，CO的轉化率降低，根據勒夏特列原理，正反應方向為放熱反應，即△H<0；

（4）發生化學方程式為P4＋3O2=P4O6，利用△H=反應物鍵能總和－生成物鍵能總和=(6a＋3c－12c)kJ·mol－1，熱化學反應方程式為P4(g)+3O2(g)=P4O6(g) △H =(6a+3c-12b)kJ·mol－1。