Question

8．已知：2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-Q₁kJ/mol；
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-Q₂ kJ/mol；
H₂O（g）═H₂O（l）△H=-Q₃kJ/mol
（1）C₂H₂的燃烧热为Q₁/2kJ/mol
（2）写出H₂燃烧热的热化学方程式H₂（g）+1/2O₂（g）═H₂O（l）△H=-（1/2Q₂+Q₃）kJ/mol
（3）常温下，取体积比为4：1的C₂H₂和H₂的混合气体112L（标准状况下），经完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为（2Q₁+0.5Q₂+Q₃）kJ
（4）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、H₂）在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
①CO（g）+2H₂（g）?CH₃（OH）（g）△H₁
②CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂
③CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H₃
已知反应①中相关的化学键键能数据如下：

化学键	H-H	C-O		H-O	C-H
E/（kJ•mol-1）	436	343	1076	465	413

由此计算：△H₁=kJ/mol．已知△H₂=-58kJ/mol，则△H₃=kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量；
（2）氢气的燃烧热是指1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，根据盖斯定律可求；
（3）根据盖斯定律书写乙炔、氢气生成液体水的热化学反应方程式，根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算混合气体的物质的量，结合体积分数计算乙炔、氢气各自物质的量，结合热化学方程式计算放出的热量；
（4）反应热=反应物总键能-生成物总键能；根据盖斯定律：反应②-反应①=反应③，反应热也进行相应的计算．

解答 解：（1）2molC₂H₂完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热Q₁KJ，则C₂H₂的燃烧热为Q₁/2 kJ/mol，故答案为：Q₁/2 kJ/mol；
（2）由2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-Q₂ kJ/mol，和H₂O（g）═H₂O（l）△H=-Q₃kJ/mol可求出H₂（g）+1/2O₂（g）═H₂O（l）△H=-（1/2Q₂+Q₃） kJ/mol，故答案为：H₂（g）+1/2O₂（g）═H₂O（l）△H=-（1/2Q₂+Q₃） kJ/mol．
（3）已知：①、2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-Q₁kJ/mol；
②、2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-Q₂ kJ/mol；
③、H₂O（g）═H₂O（l）△H=-Q₃kJ/mol；
根据盖斯定律，②+2×③的2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H═-Q₂-2Q₃，
112L体积比为4：1的C₂H₂和H₂的混合气体的物质的量为$\frac{112L}{22.4L/mol}$=5mol，
解答：故C₂H₂的物质的量为5mol×$\frac{4}{5}$=4mol，完全燃烧生成液体水放出的热量为Q₁×$\frac{4mol}{2mol}$=2Q₁，
氢气的物质的量为5mol-4mol=1mol，完全燃烧生成液体水放出的热量为（Q₂+2Q₃）×$\frac{1mol}{2mol}$=0.5（Q₂+2Q₃），故C₂H₂、H₂完全燃烧，放出的热量为：2Q₁+0.5（Q₂+2Q₃）=2Q₁+0.5Q₂+Q₃，故答案为：2Q₁+0.5Q₂+Q₃．
（4）反应热=反应物总键能-生成物总键能，故△H₁=1076kJ．mol^-1+2×436kJ．mol^-1-（3×413+343+465）kJ．mol^-1=-99kJ．mol^-1；
根据盖斯定律：反应②-反应①=反应③，故△H₃=△H₂-△H₁=-58kJ．mol^-1-（-99kJ．mol^-1）=+41kJ．mol^-1，故答案为：△H₁=-99kJ．mol^-1；△H₃=+41kJ．mol^-1．

点评 本题考查了共价键类型的判断及反应热的计算，热化学方程式和该死定律的计算应用，计算反应热时首先要知道分子中含有的化学键个数，只有明确含有的化学键数才能正确解答，题目难度中等．