Question

【题目】回答下列问题：

（1）已知两种同素异形体A、B的燃烧热的热化学方程式为：

A(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.51 kJ/mol

B(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－395.41 kJ/mol

则两种同素异形体中较稳定的是(填“A”或“B”)__ 。

（2）工业上用H2和Cl2反应制HCl，各键能数据为：H—H：436 kJ/mol，Cl—Cl：243 kJ/mol，H—Cl：431 kJ/mol。该反应的热化学方程式是_ __。

（3）合成气(CO和H2为主的混合气体)不但是重要的燃料也是重要的化工原料，制备合成气的方法有多种，用甲烷制备合成气的反应为：

①2CH4(g)＋O2(g)===2CO(g)＋4H2(g) ΔH1＝－72 kJ·mol－1

②CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH2＝＋216 kJ·mol－1

氢气与氧气反应生成水蒸气的热化学方程式为 。

现有1 mol由H2O(g)与O2组成的混合气，且O2的体积分数为x，将此混合气与足量CH4充分反应。

若x＝0.2时，反应①放出的能量为_____________kJ。

若x＝____________时，反应①与②放出(或吸收)的总能量为0。

Answer 1

【答案】（1）A

（2）H2(g)＋Cl2(g)==2HCl(g) ΔH＝-183kJ/mol

（3）2H2(g)＋O2(g)==2H2O(g) ΔH＝-504kJ·mol－1；14.2；0.75

【解析】

试题分析：（1）由盖斯定律可知，①－②得到反应③，A(s)===B(s) ΔH3，所以ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝(－393.51 kJ/mol)－(－395.41 kJ/mol)＝＋1.9 kJ/mol；ΔH3为正，则反应为吸热反应，能量B>A，根据能量越低的物质越稳定，所以稳定性A>B。故答案为：A；

（2）反应可表示为：H—H＋Cl—Cl===2H—Cl，可知断裂了1 mol H—H键和1 mol Cl—Cl键，同时生成了2 mol H—Cl键。根据反应热与键能的关系：ΔH＝E(反应物)－E(生成物)＝(436 kJ·mol－1＋243 kJ·mol－1)－2×431 kJ·mol－1＝－183 kJ·mol－1，所以热化学方程式为：H2(g)＋Cl2(g)==2HCl(g) ΔH＝－183 kJ/mol。

（3）由①－②×2得：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－504 kJ·mol－1；由①知若x＝0.2，则n(O2)＝0.2 mol，反应①放出的热量为0.2×72 kJ＝14.4 kJ；由反应①和②可知，当O2与H2O的物质的量之比为3∶1时，反应①与②放出的总能量为0，则x=3/4=0.75。