甲烷、一氧化碳和氢气、甲醇等既是重要的燃料也是重要的化工原料．已知：①2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H1=-571.6kJ•mol-1②CH4（g）+12O2（g）═CO（g）+2H2（g）△H2=-36kJ•m

Question

甲烷、一氧化碳和氢气、甲醇等既是重要的燃料也是重要的化工原料．
已知：
①2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₁=-571.6kJ•mol^-1
②CH₄（g）+ (1)/(2)O₂（g）═CO（g）+2H₂（g）△H₂=-36kJ•mol^-1
③CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H₃=+216kJ•mol^-1

（1）氢气的燃烧热为___，写出甲烷不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：___．
（2）现有1mol由H₂O（g）与O₂组成的混合气体，且O₂的体积分数为x，将此混合气体与足量CH₄充分反应．当x=___时，反应②与③放出（或吸收）的总能量为0．若②反应过程中能量转化过程如图所示，下列有关说法中正确的是___．
A．E₁=36kJ              　 B．E₂=36kJ
C．E₁-E₂=36kJ           　D．E₃-E₁=36kJ
（3）工业上可通过CO和H₂化合制得CH₃OH：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H₁（CO结构式为C≡O）．又知某些化学键的键能（断开1mol化学键时所需要的最低能量）数值如下表：

化学键	C-C	C-H	H-H	C-O	C≡O	H-O
键能 （kJ•mol-1）	348	413	436	358	1072	463

则△H₁=___，在相应的反应条件下，将1mol CO（g）与足量H₂混合充分反应后，放出或吸收的热量___△H₁．（用>，<或=填空）

₂₂₂₁^-1
₄ (1)/(2)O₂（g）═CO（g）+2H₂（g）△H₂=-36kJ•mol^-1
③CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H₃=+216kJ•mol^-1

（1）氢气的燃烧热为___，写出甲烷不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：___．
（2）现有1mol由H₂O（g）与O₂组成的混合气体，且O₂的体积分数为x，将此混合气体与足量CH₄充分反应．当x=___时，反应②与③放出（或吸收）的总能量为0．若②反应过程中能量转化过程如图所示，下列有关说法中正确的是___．
A．E₁=36kJ              　 B．E₂=36kJ
C．E₁-E₂=36kJ           　D．E₃-E₁=36kJ
（3）工业上可通过CO和H₂化合制得CH₃OH：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H₁（CO结构式为C≡O）．又知某些化学键的键能（断开1mol化学键时所需要的最低能量）数值如下表：

化学键	C-C	C-H	H-H	C-O	C≡O	H-O
键能 （kJ•mol-1）	348	413	436	358	1072	463

则△H₁=___，在相应的反应条件下，将1mol CO（g）与足量H₂混合充分反应后，放出或吸收的热量___△H₁．（用>，<或=填空）(1)/(2) 1 2 1 1 2 2₂₂₂^-1
₄₂₂₃^-1


_{2224
12
1231
23231}

化学键	C-C	C-H	H-H	C-O	C≡O	H-O
键能 （kJ•mol-1）	348	413	436	358	1072	463

化学键 C-C C-H H-H C-O C≡O H-O 键能
（kJ•mol^-1） 348 413 436 358 1072 463 化学键 C-C C-H H-H C-O C≡O H-O 化学键C-CC-HH-HC-OC≡OH-O 键能
（kJ•mol^-1） 348 413 436 358 1072 463 键能
（kJ•mol^-1）
^-13484134363581072463₁₂₁

Answer 1

（1）2H₂2（g）+O₂2（g）═2H₂2O（l）△H₁1=-571.6kJ•mol^-1-1，即1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量285.8 kJ，故氢气的燃烧热为△H=-285.8 kJ•mol^-1-1；
①2H₂2（g）+O₂2（g）═2H₂2O（l）△H₁1=-571.6kJ•mol^-1-1
②CH₄4（g）+(1)/(2)O₂（g）═CO（g）+2H₂（g）△H₂=-36kJ•mol^-1
依据盖斯定律①+②得到甲烷不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为：CH₄（g）+(3)/(2)O₂（g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=-607.6 kJ•mol^-1；
故答案为：△H=-285.8 kJ•mol^-1；CH₄（g）+(3)/(2)O₂（g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=-607.6 kJ•mol^-1；
（2）由反应②和③△H的数值可知，当O₂与H₂O的物质的量之比为3：1时，反应②与③的总能量变化为0，O₂的体积分数为x=0.75；由方程式②知36 kJ是该反应的能量变化，数值上与该反应的反应热相等，而反应热应等于生成物与反应物的能量之差，故36 kJ是E₁、E₂数值的差；
答案为：0.75；C；
（3）CH₃OH：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）中的焓变△H₁=反应物总键能-生成物总键能，依据图表提供的化学键的键能计算得到△H₁═1072kJ•mol^-1+2×436kJ•mol^-1-（3×413kJ•mol^-1+358kJ•mol^-1+463kJ•mol^-1）=-116 kJ•mol^-1；由于是可逆反应，平衡时1mol CO（g）反应后生成的CH₃OH小于1mol，所以放出的热量小于116 kJ，故答案为：-116 kJ•mol^-1；<． (1)/(2)12111222O₂2（g）═CO（g）+2H₂2（g）△H₂2=-36kJ•mol^-1-1
依据盖斯定律①+②得到甲烷不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为：CH₄4（g）+(3)/(2)O₂（g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=-607.6 kJ•mol^-1；
故答案为：△H=-285.8 kJ•mol^-1；CH₄（g）+(3)/(2)O₂（g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=-607.6 kJ•mol^-1；
（2）由反应②和③△H的数值可知，当O₂与H₂O的物质的量之比为3：1时，反应②与③的总能量变化为0，O₂的体积分数为x=0.75；由方程式②知36 kJ是该反应的能量变化，数值上与该反应的反应热相等，而反应热应等于生成物与反应物的能量之差，故36 kJ是E₁、E₂数值的差；
答案为：0.75；C；
（3）CH₃OH：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）中的焓变△H₁=反应物总键能-生成物总键能，依据图表提供的化学键的键能计算得到△H₁═1072kJ•mol^-1+2×436kJ•mol^-1-（3×413kJ•mol^-1+358kJ•mol^-1+463kJ•mol^-1）=-116 kJ•mol^-1；由于是可逆反应，平衡时1mol CO（g）反应后生成的CH₃OH小于1mol，所以放出的热量小于116 kJ，故答案为：-116 kJ•mol^-1；<． (3)/(2)32333222O₂2（g）═CO（g）+2H₂2O（l）△H=-607.6 kJ•mol^-1-1；
故答案为：△H=-285.8 kJ•mol^-1-1；CH₄4（g）+(3)/(2)O₂（g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=-607.6 kJ•mol^-1；
（2）由反应②和③△H的数值可知，当O₂与H₂O的物质的量之比为3：1时，反应②与③的总能量变化为0，O₂的体积分数为x=0.75；由方程式②知36 kJ是该反应的能量变化，数值上与该反应的反应热相等，而反应热应等于生成物与反应物的能量之差，故36 kJ是E₁、E₂数值的差；
答案为：0.75；C；
（3）CH₃OH：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）中的焓变△H₁=反应物总键能-生成物总键能，依据图表提供的化学键的键能计算得到△H₁═1072kJ•mol^-1+2×436kJ•mol^-1-（3×413kJ•mol^-1+358kJ•mol^-1+463kJ•mol^-1）=-116 kJ•mol^-1；由于是可逆反应，平衡时1mol CO（g）反应后生成的CH₃OH小于1mol，所以放出的热量小于116 kJ，故答案为：-116 kJ•mol^-1；<． (3)/(2)32333222O₂2（g）═CO（g）+2H₂2O（l）△H=-607.6 kJ•mol^-1-1；
（2）由反应②和③△H的数值可知，当O₂2与H₂2O的物质的量之比为3：1时，反应②与③的总能量变化为0，O₂2的体积分数为x=0.75；由方程式②知36 kJ是该反应的能量变化，数值上与该反应的反应热相等，而反应热应等于生成物与反应物的能量之差，故36 kJ是E₁1、E₂2数值的差；
答案为：0.75；C；
（3）CH₃3OH：CO（g）+2H₂2（g）═CH₃3OH（g）中的焓变△H₁1=反应物总键能-生成物总键能，依据图表提供的化学键的键能计算得到△H₁1═1072kJ•mol^-1-1+2×436kJ•mol^-1-1-（3×413kJ•mol^-1-1+358kJ•mol^-1-1+463kJ•mol^-1-1）=-116 kJ•mol^-1-1；由于是可逆反应，平衡时1mol CO（g）反应后生成的CH₃3OH小于1mol，所以放出的热量小于116 kJ，故答案为：-116 kJ•mol^-1-1；<．