Question

科學(xué)家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與CO₂反應(yīng)生成甲醇（CH₃OH），并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池．已知H₂（g）、CO（g）和CH₃OH（l）的燃燒熱△H分別為-285.8kJ/mol、-283.0kJ/mol和-726.5kJ/mol，請回答下列問題：
（1）用太陽能分解5mol水消耗的能量是

 

kJ．
（2）甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為

 

．
（3）已知25℃、101kPa下，H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ?mol^-1．則1g甲醇（CH₃OH）燃燒生成CO₂和氣態(tài)水時放出的熱量為

 

．

Answer 1

考點：有關(guān)反應(yīng)熱的計算,熱化學(xué)方程式

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

分析：（1）根據(jù)氫氣的燃燒熱可知水分解吸收的能量，然后利用化學(xué)計量數(shù)與反應(yīng)熱的關(guān)系來計算；
（2）根據(jù)CO和CH₃OH的燃燒熱先書寫熱方程式，再利用蓋斯定律來分析甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式；
（3）1mol液態(tài)水變成氣態(tài)水需吸熱44KJ，結(jié)合CH₃OH（l）的燃燒熱△H為-726.5kJ/mol求解，氣態(tài)水時放出的熱量少；

解答： 解：（1）由H₂（g）的燃燒熱△H為-285.8kJ?mol^-1知，1molH₂（g）完全燃燒生成1molH₂O（l）放出熱量285.8kJ，
即分解1mol H₂O（l）為1mol H₂（g）消耗的能量為285.8kJ，則分解5mol H₂O（l）消耗的能量為285.8kJ×5=1429kJ，
故答案為：1429；
（2）由CO（g）和CH₃OH（l）的燃燒熱△H分別為-283.0kJ?mol^-1和-726.5kJ?mol^-1，則
①CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ?mol^-1
②CH₃OH（l）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）+2 H₂O（l）△H=-726.5kJ?mol^-1
由蓋斯定律可知，②-①得反應(yīng)CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l），則△H=-726.5kJ?mol^-1-（-283.0kJ?mol^-1）=-443.5kJ?mol^-1，
故答案為：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l）△H=-443.5kJ?mol^-1；
（3）CH₃OH（l）的燃燒熱△H為-726.5kJ/mol，熱化學(xué)方程式為CH₃OH（g）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=-726.5kJ/mol，1mol液態(tài)水變成氣態(tài)水需吸熱44KJ，若2mol液態(tài)水變成水蒸氣時則吸熱88KJ，熱化學(xué)方程式為CH₃OH（g）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-（726.5-88）kJ/mol=-638.5kJ/mol，則1g甲醇（CH₃OH）燃燒生成CO₂和氣態(tài)水時放出的熱量為

1

32

×638.5kJ≈19.95KJ，
故答案為：19.95KJ；

點評：本題考查反應(yīng)熱的有關(guān)計算，為高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計算能力的考查，注意若為放熱反應(yīng)，則△H為“-”；若為吸熱反應(yīng)，則△H為“+”．對于同一反應(yīng)來說，計量系數(shù)不同，△H不同，題目難度中等．