Question

【題目】（1）已知：①CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g) ΔH= +49.0kJ/mol

②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH= -192.9kJ/mol

由上述方程式可知：CH3OH的燃燒熱____(填“大于”“等于”或“小于”)192.9kJ/mol。已知水的氣化熱為44kJ/mol。則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為___。

（2）以CO2與NH3為原料可合成化肥尿素[化學(xué)式為CO(NH2)2]。已知：

①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH= -159.5kJ/mol

②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH= +116.5kJ/mol

③H2O(l)=H2O(g) ΔH= +44.0kJ/mol

寫出CO2與NH3合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式___。

（3）已知：①Fe(s)+O2(g)=FeO(s) ΔH1= -272.0kJ/mol

②2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s) ΔH2= -1675.7kJ/mol

Al和FeO發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是___。鋁熱反應(yīng)的反應(yīng)類型___，某同學(xué)認(rèn)為，鋁熱反應(yīng)可用于工業(yè)煉鐵，你的判斷是____(填“能”或“不能”)，你的理由____。

（4）再生裝置中產(chǎn)生的CO2和H2在一定條件下反應(yīng)生成甲醇等產(chǎn)物，工業(yè)上利用該反應(yīng)合成甲醇。已知：25℃、101KPa下：

①H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH1= -242kJ/mol

②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2= -676kJ/mol

寫出CO2和H2生成氣態(tài)甲醇等產(chǎn)物的熱化學(xué)方程式____。

Answer 1

【答案】大于 H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH= -124.6kJ/mol 2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) ΔH= -87.0kJ/mol 3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH= -859.7kJ/mol 置換反應(yīng) 不能 該反應(yīng)的引發(fā)，需消耗大量能量，成本較高 CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH= -50kJ/mol

【解析】

（1）根據(jù)蓋斯定律得到所需熱化學(xué)反應(yīng)方程式；
（2）由已知熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算①+②-③得到CO2與NH3合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式；

（3）根據(jù)蓋斯定律書寫目標(biāo)熱化學(xué)方程式；利用鋁熱反應(yīng)大量制取金屬時考慮經(jīng)濟(jì)效益；

（4）根據(jù)蓋斯定律，①×3-②可得目標(biāo)熱化學(xué)方程式。

（1）反應(yīng)②，燃燒熱中生成的水必須是液態(tài)水，氣態(tài)水變?yōu)橐簯B(tài)水放出熱量，故甲醇完全燃燒釋放的熱量應(yīng)大于192.9kJmol-1，

①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H= +49.0kJ/mol
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H= -192.9kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) △H= -44kJmol-1
根據(jù)蓋斯定律計算，[③×3-②-①]×,熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：H2(g)＋O2(g)=H2O(l) ΔH= -124.6kJ/mol；

（2）①2NH3(g)＋CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH= -159.5kJ/mol

②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH= +116.5kJ/mol

③H2O(l)=H2O(g) ΔH= +44.0kJ/mol

依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算①+②③得到CO2與NH3合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) ΔH= -87.0kJ/mol；

（3）依據(jù)蓋斯定律②-①×3得到熱化學(xué)方程式為：3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH= -859.7kJ/mol；該反應(yīng)類型屬于置換反應(yīng)；利用鋁熱反應(yīng)在工業(yè)上大面積煉鐵時，需要消耗冶煉成本更高的Al，冶煉Fe的成本就太高了；

（4）①H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH1= -242kJ/mol

②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH2= -676kJ/mol

則①×3-②可得CO2和H2生成氣態(tài)甲醇等產(chǎn)物的熱化學(xué)方程式為：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH= -50kJ/mol。