Question

12．甲醇是重要的工業(yè)原料．煤化工可以利用煤炭制取水煤氣從而合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．

化學(xué)鍵	H-H	H-O	O=O
鍵能kJ/mol	436	x	496

已知：
①圖為反應(yīng)的能量變化和物質(zhì)鍵能
②CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-280kJ/mol
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-284kJ/mol
H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ/mol
請回答下列問題：
（1）請寫出表示氣態(tài)甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-757kJ•mol^-1．
（2）H-O鍵的鍵能x為462kJ/mol．
（3）甲醇氣體分解為CO和H₂兩種氣體的反應(yīng)的活化能為510kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）燃燒熱的熱化學(xué)方程式中，可燃物為1mol，反應(yīng)生成穩(wěn)定的氧化物，
由圖可得熱化學(xué)方程式：①CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91kJ/mol，
又已知：②CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-280kJ/mol
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-284 kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，③×2+②-①可得：CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）；
（2）已知：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-284 kJ/mol，
H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ/mol，
二者相加可得：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-240 kJ/mol，反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能，進而計算x的值；
（3）由圖象判斷，活化能為活化分子具有的能量．

解答 解：（1）由圖可得熱化學(xué)方程式：①CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91kJ/mol，
又已知：②CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-280kJ/mol
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-284 kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，③×2+②-①可得：CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-757kJ•mol^-1，
故答案為：CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-757kJ•mol^-1；
（2）已知：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-284 kJ/mol，
H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ/mol
二者相加可得：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-240 kJ/mol，
反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能，則436kJ/mol+$\frac{1}{2}$×496kJ/mol-2×x kJ/mol=-240kJ/mol，解得x=462，
故答案為：462；
（3）由圖形可知甲醇氣體分解為CO和H₂兩種氣體的反應(yīng)的活化能為（419+91）kJ/mol=510kJ/mol，
故答案為：510．

點評 本題考查了熱化學(xué)方程式的書寫和含義、化學(xué)反應(yīng)的能量變化分析、蓋斯定律的應(yīng)用，為高考常見題型，注意圖象識別和理解含義是解題關(guān)鍵，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計算能力的考查，難度不大．