为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应措施.化学反应的焓变通常用实验进行测定,也可进行理论推算.
(1)实验测得,1g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水释放出22.7kJ的热量,试写出甲醇燃烧的热化学方程式:
2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(l)?H=-1452.8 kJ?mol-1
2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(l)?H=-1452.8 kJ?mol-1
(2)自发现富勒烯C
60以来,其神奇的结构和性能引起了人们对碳原子团簇广泛和深入的研究.C
60分子是形如球状的多面体,该结构的建立基于以下考虑:削去右图多面体(含12个顶点,20个正三角形)的每一个顶角,得到由一定数目的正五边形和正六边形所组成的多面体,即为C
60分子,该多面体中含有90条棱,且每个碳原子都达到了8电子的稳定结构.已知几种共价键的键能数据如下表:
利用下表数据估算得C
60分子的燃烧热为
(120d-60a-30b-60e) kJ?mol-1
(120d-60a-30b-60e) kJ?mol-1
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化学键 |
C-C |
C=C |
C≡C |
C=O |
O=O |
键能/(kJ?mol-1) |
a |
b |
c |
d |
e |
(3)最近美国Rice University的教授Boris Yakobson与其同事预测了一种硼巴基球(B
n,如图所示)的存在,这种分子组成与C
60相似,但在它每个六边形的中心有一个额外的原子,显著提高了其稳定性.则n=
80
80
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