题目

2.31 已知25 ℃甲酸甲酯的标准摩尔燃烧焓△。H^6(HCOOCH3,1 )为-|||--979.5kJcdot mo(l)^-1, 甲酸(HCOOH,1)、甲醇(CH3OH,1)、水(H2O,1)及二氧化碳-|||-(CO2,g)的标准摩尔生成焓分别为 -424.72kJcdot mo(l)^-1 -238.66kJcdot mo(l)^-1,-|||--285.83kJcdot mo(l)^-1 及 -393.509kJcdot mo(l)^-1 应用这些数据求25 ℃时下列反应的-|||-标准摩尔反应焓。-|||-(1)+C(H)_(3)OH(l)=!=!= HCOOC(H)_(3)(1)+(H)_(2)O(l

题目解答

答案

解析

考查要点：本题主要考查利用物质的标准摩尔生成焓和燃烧焓计算化学反应的标准摩尔反应焓。关键在于正确应用热化学方程式的叠加原理，并准确处理各物质的生成焓数据。

解题思路：

  1. 确定甲酸甲酯的生成焓：通过其燃烧焓与已知生成焓的物质（如CO₂、H₂O）建立热化学方程，解出甲酸甲酯的生成焓。
  2. 应用生成焓计算反应焓：将目标反应拆解为生成物与反应物的生成焓之差，代入数据计算。

破题关键：

  • 燃烧焓与生成焓的关系：燃烧反应的焓变等于生成物生成焓总和减去反应物生成焓总和。
  • 生成焓的叠加原理：反应焓变等于生成物生成焓总和减去反应物生成焓总和。

步骤1：计算甲酸甲酯的生成焓

甲酸甲酯的燃烧反应为：
$\text{HCOOCH}_3(l) + 2\text{O}_2(g) \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}(l) + 2\text{CO}_2(g)$
根据燃烧焓公式：
$\Delta H^\circ_{\text{combustion}} = \sum \Delta H_f^\circ (\text{生成物}) - \sum \Delta H_f^\circ (\text{反应物})$
代入已知数据：
$-979.5 = [2(-285.83) + 2(-393.509)] - \Delta H_f^\circ (\text{HCOOCH}_3)$
解得：
$\Delta H_f^\circ (\text{HCOOCH}_3) = -379.178 \, \text{kJ/mol}$

步骤2：计算目标反应的焓变

目标反应为：
$\text{HCOOH}(l) + \text{CH}_3\text{OH}(l) \rightarrow \text{HCOOCH}_3(l) + \text{H}_2\text{O}(l)$
根据生成焓公式：
$\Delta H^\circ_{\text{reaction}} = \sum \Delta H_f^\circ (\text{生成物}) - \sum \Delta H_f^\circ (\text{反应物})$
代入数据：
$\Delta H^\circ_{\text{reaction}} = [(-379.178) + (-285.83)] - [(-424.72) + (-238.66)]$
计算得：
$\Delta H^\circ_{\text{reaction}} = -1.62868 \, \text{kJ/mol}$