Question

【題目】能源短缺是人類社會面臨的重大問題，利用化學反應可實現多種形式的能量相互轉化．請回答以下問題：
（1）由氣態基態原子形成1mol化學鍵釋放的最低能量叫鍵能．從化學鍵的角度分析，化學反應的過程就是舊鍵斷裂和新鍵的形成過程．已知反應：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣93kJmol﹣1 ． 試根據表中所列鍵能數據，計算a 的數值為kJ/mol．

化學鍵	H﹣H	N﹣H	N≡N
鍵能/kJmol﹣1	436	a	945

（2）甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發和應用前景．已知在常壓下有如下變化： ①2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H=a kJ/mol
②H2O（g）═H2O（l）△H=b kJ/mol
寫出液態甲醇完全燃燒生成二氧化碳和液態水的熱化學方程式： ．
（3）已知：HCN（aq）與NaOH（aq）反應的焓變△H=﹣12.1kJmol﹣1； HCl（aq）與NaOH（aq）反應的焓變△H=﹣55.6kJmol﹣1 ． 則HCN在水溶液中電離的焓變△H等于 ．
（4）已知：H2（g）+ O2（g）═H2O（1）△H=﹣285.83kJmol﹣1CO（g）+ O2（g）═CO2（g）△H=﹣282.9kJmol﹣1；
若氫氣與一氧化碳的混合氣體完全燃燒可生成5.4g H2O（l），并放出114.3kJ的熱量，則混合氣中CO的物質的量為（計算結果保留一位小數）

Answer 1

【答案】
（1）391
（2）2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）△H=（a+4b）kJ/mol
（3）+43.5kJ?mol﹣1
（4）0.1mol
【解析】解：（1）N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣93kJmol﹣1，化學反應的焓變=反應物鍵能總和﹣生成物鍵能總和，所以得到﹣93KJ/mol=945KJ/mol+3×436KJ/mol﹣6×a，解得a=391KJ/mol；

所以答案是：391；（2）①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=a kJ/mol

②H2O（g）=H2O（l）△H=b kJ/mol

①+②×4得到液態甲醇完全燃燒生成二氧化碳和液態水的熱化學方程式：2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）△H=（a+4b） kJ/mol；

所以答案是：2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）△H=（a+4b） kJ/mol；（3）①HCN（aq）H+（aq）+CN﹣（aq）△H1，

②H+（aq）+OH﹣（aq）=H2O（l）△H2=﹣55.6kJmol﹣1，

③NaOH（aq）+HCN（aq）=NaCN（aq）+H2O（l），△H3=﹣12.1kJmol﹣1，

蓋斯定律計算①+②=③，△H1+△H2=△H3，△H1=+43.5kJmol﹣1，

所以答案是：+43.5kJmol﹣1；（4）水的物質的量為： =0.3mol，

由2H2+O2═2H2O可知，n（H2）=n（H2O）=0.3mol，

由H2（g）+ O2（g）═H2O（l）△H=﹣285.83kJmol﹣1可知，0.3molH2燃燒放出的熱量為：285.83kJ/mol×0.3mol=85.749kJ，

則CO燃燒放出的熱量為：114.03kJ﹣85.749kJ=28.281kJ，

設混合氣體中CO的物質的量為x，則

2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）	△H=﹣565.8kJmol﹣1
2	565.8kJ
x	28.281kJ

解得：x=0.1mol，

即原混合氣體中CO的物質的量為0.1mol，

所以答案是：0.1mol．

【考點精析】掌握反應熱和焓變是解答本題的根本，需要知道在化學反應中放出或吸收的熱量，通常叫反應熱．