《2024年新编高中同步作业高中化学选修1人教版》

任务一 反应热的计算
活动1 利用下列物质的键能，计算反应的反应热：
|化学键|C—H|C═O|H—H|C≡O(CO)|H—O|
|----|----|----|----|----|----|
|键能/（kJ·mol⁻¹）|413|745|436|1075|463|
(1)利用CO₂、H₂合成CH₄的反应：CO₂(g)+4H₂(g)═CH₄(g)+2H₂O(g)，ΔH为多少？
(2)利用CO、H₂合成CH₄的反应：CO(g)+3H₂(g)═CH₄(g)+H₂O(g)，ΔH为多少？
(3)CO₂与CH₄经催化重整，制得合成气：CH₄(g)+CO₂(g)$\xrightarrow{催化剂}$2CO(g)+2H₂(g)。则该反应的ΔH为多少？

答案： 提示：
(1)$\Delta H=[(745\times 2 + 436\times 4)-(4\times 413 + 4\times 463)]\ kJ\cdot mol^{-1}=-270\ kJ\cdot mol^{-1}$。
(2)$\Delta H=[(1075 + 436\times 3)-(4\times 413 + 2\times 463)]\ kJ\cdot mol^{-1}=-195\ kJ\cdot mol^{-1}$。
(3)$\Delta H=[(413\times 4 + 745\times 2)-(2\times 1075 + 2\times 436)]\ kJ\cdot mol^{-1}=+120\ kJ\cdot mol^{-1}$。

活动2 利用实际生产情境，计算化学反应中的热量变化。
CH₄ - CO₂催化重整反应：CH₄(g)+CO₂(g)═2CO(g)+2H₂(g)，有效利用了两种温室气体制取合成气(CO和H₂)，对改善人类生存环境和缓解能源危机具有重要意义。CH₄ - CO₂催化重整反应热力学图示如下:

已知：①C(s)+2H₂(g)═CH₄(g) ΔH = -75 kJ·mol⁻¹；②C(s)+O₂(g)═CO₂(g) ΔH = -394 kJ·mol⁻¹；③C(s)+$\frac{1}{2}$O₂(g)═CO(g) ΔH = -111 kJ·mol⁻¹。
(1)计算CO(g)+$\frac{1}{2}$O₂(g)═CO₂(g)的ΔH是多少？
(2)根据上述反应计算CH₄(g)+CO₂(g)═2CO(g)+2H₂(g)的ΔH是多少？

答案： 提示：
(1)由② - ③得$CO(g)+\frac{1}{2}O_{2}(g)=CO_{2}(g)\ \ \Delta H=-283\ kJ\cdot mol^{-1}$。
(2)分析已知热化学方程式，确定中间产物有$C(s)$、$O_{2}(g)$，根据盖斯定律，由③×2 - ① - ②可得：$CH_{4}(g)+CO_{2}(g)=2CO(g)+2H_{2}(g)$，则有$\Delta H=(-111\ kJ\cdot mol^{-1})\times 2-(-75\ kJ\cdot mol^{-1})-(-394\ kJ\cdot mol^{-1})=+247\ kJ\cdot mol^{-1}$。