Question

【題目】(1)某溫度時，在 2 L 容器中 X、Y、Z 三種物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)分析，該反應(yīng)的化學方程式為________

(2)甲烷作為能源燃燒放出大量的熱，已知①2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)ΔH1＝-1214kJ/mol，②2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H2＝－566 kJ/mol則表示甲烷燃燒的熱化學方程式為__________________

Answer 1

【答案】3X+Y 2Z CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH＝-890kJ/mol

【解析】

(1)本題可根據(jù)圖像提供的數(shù)據(jù)及曲線變化的趨勢知，X、Y為反應(yīng)物，Z為生成物，再根據(jù)圖像計算用三種物質(zhì)分別表示的反應(yīng)速率，根據(jù)反應(yīng)速率之比等于化學計量數(shù)之比寫出化學方程式;

(2)物質(zhì)的燃燒熱是指25℃，101kPa時，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定產(chǎn)物所放出的熱量。1mol甲烷完全燃燒生成液態(tài)水和氣態(tài)二氧化碳所放出的熱量為甲烷的燃燒熱，根據(jù)題給方程式，利用蓋斯定律計算甲烷的燃燒熱。

(1)由圖像提供的數(shù)據(jù)及曲線變化的趨勢知，X、Y為反應(yīng)物，Z為生成物，且前2min的平均速率分別為：υ(X)=(1-0.7)mol/(2L×2min)=0.075mol.L-1.min-1；υ(Y)=(1-0.9)mol/(2L×2min)=0.025 mol.L-1.min-1；υ(Z)=0.2mol/(2L×2min)=0.05 mol.L-1.min-1；所以，反應(yīng)中X、Y、Z的物質(zhì)的量之比為3∶1∶2，此即化學方程式中化學計量數(shù)之比，因而反應(yīng)式為 3X+Y 2Z；

(2)①2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)ΔH1＝-1214kJ/mol，②2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H2＝－566 kJ/mol，由蓋斯定律得①+②得，2CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH＝ΔH1+△H2=-1780kJ/mol，所以甲烷的燃燒熱的熱化學方程式為CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH＝-890kJ/mol。