Question

甲醇是一種新型的汽車動力燃料，工業上可通過CO和H₂化合制備甲醇，該反應的熱化學方程式為：CO （g）+2H₂（g）?CH₃OH （g）△H₁  （反應1）該反應的原料CO和H₂本身都可作為燃料提供動力，已知下列物質燃燒的熱化學方程式為：
CO（g）+

1

2

 O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-283.0kJ/mol         （反應2）
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₃=-484kJ?mol^-1        （反應3）
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₄=-571.6KJ?mol^-1（反應4）
CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H₅=-890KJ?mol^-1（反應5）
某些化學鍵的鍵能數據如下表：

化學鍵	C-C	C-H	H-H	C-O	C≡O（CO）	H-O
鍵能/kJ?mol-1	348	413	436	358	1072	463

請回答下列問題：
（1）反應1的焓變△H₁=

-116kJ/mol

．
（2）寫出表示CH₃OH （g）燃燒熱的熱化學方程式

CH₃OH（g）+3/2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-738.6KJ/mol

．
（3）工業上制備甲醇反應體系中加入催化劑對反應熱是否有影響？

否

（填“是”或“否”），原因是

催化劑不能改變化學反應始態和終態的能量

．
（4）如將CO₂與H₂以1：4的體積比混合，在適當的條件下可制得CH₄．寫出CO₂（g）與H₂（g）反應生成CH₄（g）與液態水的熱化學方程式

CO₂（g）+4H₂（g）=CH₄（g）+2H₂O（l）△H=-253.2KJ?mol^-1

．

Answer 1

分析：（1）焓變△H=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能；
（2）甲醇的燃燒熱的熱化學方程式指1mol甲醇完全燃燒生成液態水放出的熱量，根據反應1、2、4利用蓋斯定律構成目標熱化學方程式；
（3）反應熱只與始態、終態有關，與反應途徑無關，催化劑改變反應途徑，不能改變化學反應始態和終態．
（4）根據反應4、5利用蓋斯定律構成目標熱化學方程式．

解答：解：（1）反應CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）的焓變△H₁=1072kJ/mol+2×436kJ/mol-[3×413kJ/mol+358kJ/mol+463kJ/mol]=-116kJ/mol；
故答案為：-116kJ/mol；
（2）已知：CO （g）+2H₂（g）?CH₃OH （g）△H₁=-116kJ/mol  （反應1）
CO（g）+

1

2

 O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-283.0kJ/mol         （反應2）
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₄=-571.6KJ/mol        （反應4）
根據蓋斯定律，反應2-反應1+反應4得：CH₃OH（g）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-738.6KJ/mol
故答案為：CH₃OH（g）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-738.6KJ/mol；
（3）反應熱只與始態和終態能量有關，與反應途徑無關，催化劑改變反應途徑，不能改變化學反應始態和終態能量，加入催化劑對反應熱沒有影響；
故答案為：否，催化劑不能改變化學反應始態和終態的能量；
（4）已知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₄=-571.6KJ?mol^-1（反應4）
CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H₅=-890KJ?mol^-1（反應5）
根據蓋斯定律，2×反應4-反應5得：CO₂（g）+4H₂（g）=CH₄（g）+2H₂O（l）△H=-253.2KJ?mol^-1；
故答案為：CO₂（g）+4H₂（g）=CH₄（g）+2H₂O（l）△H=-253.2KJ?mol^-1．

點評：考查反應熱的計算、熱化學方程式書寫、蓋斯定律等，難度中等，注意對蓋斯定律的理解．