Question

【題目】為了合理利用化學能，確保安全生產，化工設計需要充分考慮化學反應的反應熱，并采取相應措施。化學反應的反應熱通常用實驗進行測定，也可進行理論推算。

（1）今有如下兩個熱化學方程式：則a _____ b （填“＞”、“＝”或“＜”）

H2（g）+O2（g）═H2O （l） △H1＝a kJmol﹣1

H2（g）+O2（g）═H2O （g） △H2＝b kJmol﹣1

（2）拆開lmol氣態(tài)物質中某種共價鍵需要吸收的能量叫鍵能，部分化學鍵鍵能如表。

化學鍵	H﹣H	N﹣H	N≡N
鍵能/kJmol﹣1	436	a	945

已知反應N2（g）+3H2（g）＝2NH3（g） △H＝-93 kJmol﹣1，試根據表中所列鍵能數據計算a=______________。

（3）利用水煤氣合成二甲醚（CH3OCH3）的三步反應如下：

①2H2（g）+ CO（g）═ CH3OH（g） △H1

②2CH3OH（g）═ CH3OCH3（g）+ H2O（g） △H2

③3 H2（g）+3CO（g）═ CO2（g） + CH3OCH3（g） △H3

反應③為制取二甲醚的第3步反應，利用△H1和△H2計算△H3時，還需要利用________反應的△H。

（4）中科院大連化學物理研究所的科研人員在新型納米催化劑Na-Fe3O4和HMCM-22 的表面將CO2轉化為烷烴，其過程如圖。

圖中CO2轉化為CO的反應為： CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(g) △H= +41kJ/mol

已知：2CO2(g) + 6H2(g) = C2H4(g) + 4H2O(g) △H= -128kJ/mol

則圖中CO轉化為C2H4的熱化學方程式是______________________________________。

Answer 1

【答案】＜ 391 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g)，2CO+ O2(g) = 2CO2(g) 2CO(g) +4H2(g) = CH2=CH2(g) + 2H2O(g) △H= - 210 kJ/mol

【解析】

⑴兩個反應均為放熱反應，生成液態(tài)水放出的熱量多，但焓變反而小，所以則a ＜ b，

故答案為：＜；

⑵△H = - 93 = 436×3 + 945 – 6a，a = 391

故答案為：391

⑶利用水煤氣合成二甲醚（CH3OCH3）的三步反應如下：

①2H2（g）+ CO（g）═ CH3OH（g） △H1

②2CH3OH（g）═ CH3OCH3（g）+ H2O（g） △H2

③3 H2（g）+3CO（g）═ CO2（g） + CH3OCH3（g） △H3

利用△H1和△H2計算△H3時，①×2 + ②，得到4H2（g）+2CO（g）═ H2O（g）+ CH3OCH3（g）還需要利用2H2(g) + O2(g) == 2H2O(g)，2CO+ O2(g) == 2CO2(g)

反應的△H。

故答案為2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g)，2CO+ O2(g) = 2CO2(g)；

⑷圖中CO2轉化為CO的反應為： CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(g) △H= +41kJ/mol

已知：2CO2(g) + 6H2(g) = C2H4(g) + 4H2O(g) △H= -128kJ/mol

將第二個方程式減去第一個方程式的2倍得到CO轉化為C2H4的熱化學方程式是

2CO(g) +4H2(g) = CH2=CH2(g) + 2H2O(g) △H= - 210 kJ/mol