Question

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和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)CH₃OH(g)   ΔH₁

②CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)  ΔH₂

③CO₂(g)＋H₂(g)CO(g)＋H₂O(g)  ΔH₃

（1）回答下列问题：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	C≡O	H—O	C—H
E/(kJ·mol^－1)	436	343	1 076	465	413

由此计算ΔH₁＝______kJ·mol^－1；已知ΔH₂＝－58 kJ·mol^－1，则ΔH₃＝_______kJ·mol^－1。

(2)已知在常温常压下：

①2CH₃OH(l)＋3O₂(g)===2CO₂(g)＋4H₂O(g)  ΔH＝－1 275.6 kJ·mol^－1

②H₂O(l)===H₂O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol^－1

写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式_________________。

（3）已知常温时红磷比白磷稳定，已知：

①P₄（白磷，s）+5O₂（g）===2P₂O₅（s）ΔH₁

②4P（红磷，s）+5O₂（g）===2P₂O₅（s）ΔH₂

比较反应中ΔH的大小：ΔH₁_______ΔH₂（填“＞”、“＜”或“=”）。

（4）已知：稀溶液中，H⁺（aq）+OH^﹣（aq）===H₂O（l）ΔH=﹣57.3 kJ•，则浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水，放出的热量_____57.3 kJ（填“＞”、“＜”或“=”）。

Answer

－99 ＋41 CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O ΔH＝－725.8 kJ·mol－1 ＜ ＞

【解析】(1)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：-99 ；+41 ；

(2)①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H1=-1275.6kJ/mol，②H2O(g)=H2O(l) △H3=-44.0kJ/mol，由盖斯定律①+②×4，得：2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2 (g)+4H2O(l) △H=(-1275.6kJ/mol)+(-44.0kJ/mol)×4=-1451.6kJ/mol，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)＋ O2(g)=CO2(g)＋2H2O ΔH＝－725.8 kJ/mol，故答案为：CH3OH(l)＋ O2(g)=CO2(g)＋2H2O ΔH＝－725.8 kJ/mol；

(3)常温时红磷比白磷稳定，说明白磷能量高，反应放出的热量较多，因△H＜0，则放出的能量越多反应热越小，故答案为：＜；

(4)浓硫酸溶于水放热，放出的热量大于57.3kJ；故答案为：＞。