Question

【題目】到目前為止，由化學能轉變的熱能或電能仍然是人類使用的最主要的能源。

（1）在25℃、101kPa下，16g的甲醇（CH3OH）完全燃燒生成CO2和液態水時放出352kJ的熱量，則表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式___。

（2）化學反應中放出的熱能（焓變，△H）與反應物和生成物的鍵能（E）有關。

已知：H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g） △H=﹣185kJ/mol，

E（H﹣H）=436kJ/mol， E（Cl﹣Cl）=243kJ/mol則E（H﹣Cl）=___。

（3）①如圖是N2和H2反應生成2molNH3過程中能量變化示意圖，請計算每生成1molNH3放出熱量為：___；

②若起始時向容器內放入1molN2和3molH2，達平衡后N2的轉化率為20%，則反應放出的熱量為Q1kJ，則Q1的數值為___；

（4）已知：Fe2O3(s)＋3C(石墨)=2Fe(s)＋3CO(g) ΔH＝akJ·mol－1；

CO(g)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝bkJ·mol－1；

C(石墨)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝ckJ·mol－1

則反應：4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)的焓變ΔH＝___kJ·mol－1。

Answer 1

【答案】CH3OH（l）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣704kJmol﹣1 432kJ/mol 46.1kJ 18.44 6(c－b)－2a

【解析】

（1）燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩定氧化物時放出的熱量；

（2）反應熱=反應物總鍵能-生成物總鍵能，據此計算；

（3）①先求出此反應的焓變，根據計算出每生成1molNH3放出熱量；

②依據化學平衡計算生成氨氣物質的量，結合熱化學方程式計算Q1；

（4）根據蓋斯定律求解。

：（1）1mol甲醇完全燃燒生成二氧化碳和液態水放熱352KJ×(32/16)=704KJ， 故答案為：CH3OH（l）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣704kJmol﹣1；

（2）反應熱=反應物總鍵能-生成物總鍵能，所以436kJ/mol+243kJ/mol-2E（H-Cl）=-185kJ/mol，解得E（H-Cl）=432KJ/mol，故答案為：432kJ/mol；

（3）①該反應的焓變△H=E1-E2=335KJ/mol-427.2KJ/mol=-92.2KJ/mol，所以每生成1molNH3放出熱量為46.1kJ。故答案為：46.1kJ；

②反應方程式為，由①知生成1molNH3放出熱量為46.1kJ。起始時向容器內放入1molN2和3molH2，達平衡后N2的轉化率為20%，反應的N2物質的量為1mol×20%=0.2mol，根據方程式可知生成的氨氣為0.4mol，故放出的熱量為46.1kJ×(0.4mol/1mol)= 18.44KJ，故答案為：18.44；

（4）①Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H=akJmol-1
②CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）△H=bkJmol-1
③C（石墨）+O2（g）=CO2（g）△H=ckJmol-1
依據蓋斯定律（③-②）×6-①×2得到4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）△H=6（c-b）-2a kJmol-1，故答案為：6（c-b）-2a；