Question

【題目】（1）將0.3mol的氣態高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧氣中燃燒，生成固態三氧化二硼和液態水，放出649.5kJ熱量，該反應的熱化學方程式為______________。又已知：H2O（g）=H2O（l）；△H2＝－44.0kJ/mol，則11.2L（標準狀況）乙硼烷完全燃燒生成氣態水時放出的熱量是_____________kJ。

（2）已知：2NO2（g）N2O4（g）ΔH1 2NO2（g）N2O4（l）ΔH2

下列能量變化示意圖中，正確的是（選填字母）_____________。

（3）依據蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學反應的焓變進行推算。

已知：C（s，石墨）＋O2（g）＝CO2（g） ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1

2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l） ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1

2C2H2（g）＋5O2（g）＝4CO2（g）＋2H2O（l） ΔH3＝－2 599 kJ·mol－1

根據蓋斯定律，計算298 K時由C（s，石墨）和H2（g）生成1 mol C2H2（g）反應的焓變（列出簡單的計算式）：___________________________。

（4）甲醇是一種新型的汽車動力燃料，工業上可通過CO和H2化合來制備甲醇氣體（結構簡式為CH3OH）。 已知某些化學鍵的鍵能數據如下表：

化學鍵	C—C	C—H	H—H	C—O	C≡O	H—O
鍵能/kJ·mol－1	348	413	436	358	1072	463

已知CO中的C與O之間為叁鍵連接，則工業制備甲醇的熱化學方程式為_________。

Answer 1

【答案】B2H6（g）+3O2（g）＝B2O3（s）+3H2O（l） △H=-2165kJ/mol 1016.5kJ A ΔH＝（4ΔH1＋ΔH2—ΔH3）÷2＝＋226.7kJmol－1 CO（g）+2H2（g）CH3OH（g） △H=-116 kJ/mol

【解析】

（1）0.3mol氣態高能燃料乙硼烷在氧氣中燃燒，生成固態三氧化二硼和液態水，放出649.5kJ的熱量，則1mol氣態高能燃料乙硼烷在氧氣中燃燒，生成固態三氧化二硼和液態水，放出2165kJ的熱量，反應的熱化學方程式為：B2H6（g）+3O2（g）＝B2O3（s）+3H2O（l）△H=-2165kJ/mol；①B2H6（g）+3O2（g）＝B2O3（s）+3H2O（l）△H=-2165kJ/mol，②H2O（l）→H2O（g） △H=+44kJ/moL，由蓋斯定律可知①+②×3得：B2H6（g）+3O2（g）＝B2O3（s）+3H2O（g）△H=-2033kJ/mol，11.2L（標準狀況）即0.5mol乙硼烷完全燃燒生成氣態水時放出的熱量是2033kJ/mol×0.5mol=1016.5kJ；

（2）降低溫度，將NO2（g）轉化為N2O4（l）說明反應2NO2（g）N2O4（l）為放熱反應，所以在圖象中該反應的反應物的總能量比生成物的總能量高，同種物質氣態變液態會放出熱量，即液態時能量比氣態時能量低，則N2O4（l）具有的能量比N2O4（g）具有的能量低，圖象A符合，故A正確；故答案為：A。

（3）已知：①C（s，石墨）＋O2（g）＝CO2（g） ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1；②2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l） ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1；③2C2H2（g）＋5O2（g）＝4CO2（g）＋2H2O（l） ΔH3＝－2 599 kJ·mol－1，根據蓋斯定律，①×4+②-③得到反應的熱化學方程式為：4C（s，石墨）+2H2（g）=2C2H2（g） △H=+453.4kJmol-1，因此熱化學方程式為：2C（s，石墨）+H2（g）=C2H2（g） △H=+226.7kJmol-1；

（4）CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），焓變=反應物總鍵能之和－生成物總鍵能之和，△H1＝1072kJ/mol+2×436kJ/mol-（3×413kJ/mol+358kJ/mol+463kJ/mol）=-116 kJmol-1，熱化學方程式CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H=-116 kJmol-1。