Question

甲烷、一氧化碳和氢气、甲醇等既是重要的燃料也是重要的化工原料。已知：

①2H₂(g)＋O₂(g)===2H₂O(l) ΔH₁＝－571.6 kJ·mol^－1

②CH₄(g)＋O₂(g)===CO(g)＋2H₂(g) ΔH₂＝－36 kJ·mol^－1

③CH₄(g)＋H₂O(g)===CO(g)＋3H₂(g) ΔH₃＝＋216 kJ·mol^－1

（1）氢气的燃烧热为________________，写出甲烷不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：____________________________。

（2）现有1 mol由H₂O(g)与O₂组成的混合气体，且O₂的体积分数为x，将此混合气体与足量CH₄充分反应。当x＝____________时，反应②与③放出(或吸收)的总能量为0。若②反应过程中能量转化过程如图所示，下列有关说法中正确的是________。

A．E₁＝36 kJ              B．E₂＝36 kJ

C．E₁－E₂＝36 kJ             D．E₃－E₁＝36 kJ

（3）工业上可通过CO和H₂化合制得CH₃OH：CO(g)＋2H₂(g)=CH₃OH(g) ΔH₁(CO结构式为C≡O)。又知某些化学键的键能(断开1 mol化学键时所需要的最低能量)数值如下表：

则ΔH₁＝____________________。

Answer

（1）△H＝－285.8 kJ·mol－1；CH4(g)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)ΔH＝－607.6 kJ·mol－1；

（2）0.75（2分），C；

（3）－116 kJ·mol－1

【解析】

试题分析：（1） 氢气的燃烧热是1mol氢气燃烧生成液态水放出的能量，氢气的燃烧热为△H＝－285.8 kJ·mol－1，根据①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1＝－571.6 kJ·mol－1

②CH4(g)＋O2(g)===CO(g)＋2H2(g) ΔH2＝－36 kJ·mol－1，利用盖斯定律，甲烷不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：CH4(g)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)ΔH＝－607.6 kJ·mol－1；

（2）根据72x=216(1-x)，x=0.75; E1－E2＝36 kJ；

焓变大于反应物的总键能-生成物的总键能，CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=1072+436×2-413×3-358-463=－116 kJ·mol－1。

考点：本题考查化学反应中的能量变化。