Question

20．利用CO₂以制取甲醇，有关化学反应如下：
①CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₁=-178kJ•mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂=-41.2kJ•mol^-1
③2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₃=-483.6kJ•mol^-1
已知反应①中相关的化学键键能数据如下：

化学键	C-C	C-H	H-H	C-O	H-O
键能/kJ•mol-1	348	413	436	358	463

则断开1molC═O需要吸收的能量和CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）的反应热分别为（　　）

• A． 1550+43.2kJ•mol^-1
• B． 750-43.2kJ•mol^-1
• C． 1550+86.4kJ•mol^-1
• D． 750+43.2kJ•mol^-1

Answer 1

分析 根据反应焓变=反应物键能之和-生成物键能之和计算，二氧化碳为直线型结构，分子中存在两个碳氧双键，二氧化碳的电子式为；结构式为O=C=O，设C═O的键能为x，依据①求算断开1molC═O需要吸收的能量，根据已知方程式构建目标方程式，根据盖斯定律求算CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）的反应热．

解答 解：二氧化碳为直线型结构，分子中存在两个碳氧双键，二氧化碳的电子式为；结构式为O=C=O，设C═O的键能为x，①CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₁=-178kJ•mol^-1，反应焓变△H=反应物键能之和-生成物键能之和=2x+3×436-（3×413+358+463）-（2×463）=-178kJ，解得x=750kJ，即断开1molC═O需要吸收的能量为750kJ，
已知①CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₁=-178kJ•mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂=-41.2kJ•mol^-1
③2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₃=-483.6kJ•mol^-1
将①+（②-③）×$\frac{1}{2}$得：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）根据盖斯定律可得△H=（-178kJ•mol^-1）+[（-41.2kJ•mol^-1）-（-483.6kJ•mol^-1）]×$\frac{1}{2}$=+43.2kJ•mol^-1，
故选D．

点评 本题考查了焓变的计算应用，掌握反应焓变为反应物键能之和-生成物键能之和是解题关键，注意二氧化碳的结构，题目难度不大．