Question

20．利用CO₂以制取甲醇，有關(guān)化學(xué)反應(yīng)如下：
①CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₁=-178kJ•mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂=-41.2kJ•mol^-1
③2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₃=-483.6kJ•mol^-1
已知反應(yīng)①中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：

化學(xué)鍵	C-C	C-H	H-H	C-O	H-O
鍵能/kJ•mol-1	348	413	436	358	463

則斷開(kāi)1molC═O需要吸收的能量和CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）的反應(yīng)熱分別為（　　）

• A． 1550+43.2kJ•mol^-1
• B． 750-43.2kJ•mol^-1
• C． 1550+86.4kJ•mol^-1
• D． 750+43.2kJ•mol^-1

Answer 1

分析 根據(jù)反應(yīng)焓變=反應(yīng)物鍵能之和-生成物鍵能之和計(jì)算，二氧化碳為直線(xiàn)型結(jié)構(gòu)，分子中存在兩個(gè)碳氧雙鍵，二氧化碳的電子式為；結(jié)構(gòu)式為O=C=O，設(shè)C═O的鍵能為x，依據(jù)①求算斷開(kāi)1molC═O需要吸收的能量，根據(jù)已知方程式構(gòu)建目標(biāo)方程式，根據(jù)蓋斯定律求算CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）的反應(yīng)熱．

解答 解：二氧化碳為直線(xiàn)型結(jié)構(gòu)，分子中存在兩個(gè)碳氧雙鍵，二氧化碳的電子式為；結(jié)構(gòu)式為O=C=O，設(shè)C═O的鍵能為x，①CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₁=-178kJ•mol^-1，反應(yīng)焓變△H=反應(yīng)物鍵能之和-生成物鍵能之和=2x+3×436-（3×413+358+463）-（2×463）=-178kJ，解得x=750kJ，即斷開(kāi)1molC═O需要吸收的能量為750kJ，
已知①CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₁=-178kJ•mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂=-41.2kJ•mol^-1
③2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₃=-483.6kJ•mol^-1
將①+（②-③）×$\frac{1}{2}$得：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）根據(jù)蓋斯定律可得△H=（-178kJ•mol^-1）+[（-41.2kJ•mol^-1）-（-483.6kJ•mol^-1）]×$\frac{1}{2}$=+43.2kJ•mol^-1，
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了焓變的計(jì)算應(yīng)用，掌握反應(yīng)焓變?yōu)榉磻?yīng)物鍵能之和-生成物鍵能之和是解題關(guān)鍵，注意二氧化碳的結(jié)構(gòu)，題目難度不大．