Question

【題目】由于石油資源有限，且汽油燃燒會產生嚴重的污染，未來將用氫氣作為燃料來取代汽油，生產21世紀環保汽車。已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1；H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44kJ·mol-1

（1）寫出氫氣和氧氣反應生成液態水的熱化學方程式：____。

（2）若要得到857.4kJ的熱量，至少需氫氣的質量為____，這些氫氣在標準狀況下的體積為____。

（3）合成氨工業中氫氣可由天然氣和水反應制備，其主要反應為：CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) ΔH

反應過程中能量變化如圖所示，則該反應為反應____（填“吸熱”或“放熱”）

若已知，破壞1mol化學鍵需要吸收的熱量如下表所示：

化學鍵	C—H	O—H	C=O	H—H
吸收熱量（kJ/mol）	a	b	c	d

則該反應的ΔH為_____(用含a、b、c、d字母的代數式表示)。

Answer 1

【答案】2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol 6g 67.2L 吸熱 4a+4b2c4d

【解析】

（1）在25℃，100kPa時，1 mol純物質完全燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物質的燃燒熱，單位為kJ/mol；寫出氫氣與氧氣反應生成液態水的化學方程式，根據蓋斯定律，結合反應①②計算氫氣與氧氣反應生成液態水的反應熱；

（2）根據物質的量與反應熱成正比，結合熱化學方程式進行計算；

（3）圖象分析可知反應物能量低于生成物，反應為吸熱反應，化學反應吸收的熱量=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和。

（1）①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol，

②H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol，

依據蓋斯定律①-②×2得到：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol；

（2）在通常情況下，若要得到857.4kJ的熱量，則需要氫氣的的物質的量為：=3mol，需H2的質量=3mol×2g/mol=6g；這些H2在標況下的體積=3mol×22.4L/mol=67.2L；

（3）反應過程中能量變化分析可知，反應物能量低于生成物，反應為吸熱反應；CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)，ΔH=(4a+4b)-(2c+4d)=4a+4b2c4d。