按要求书写热化学方程式
题目给出的信息是:“1.0g甲醇在氧气中完全燃烧放出40kJ”。要据此写出热化学方程式,我们需要进行一系列严谨的化学计算。首先,甲醇的化学式为CH₃OH,其摩尔质量为32g/mol(C:12, H:4, O:16)。这意味着1.0g甲醇相当于1.0g / 32g/mol = 0.03125mol。已知这0.03125mol甲醇燃烧放热40kJ,那么1mol甲醇完全燃烧放出的热量(即摩尔燃烧焓ΔH)应为:40kJ / 0.03125mol = 1280kJ/mol。由于燃烧是放热反应,体系的焓值减少,因此ΔH应为负值,即ΔH = -1280 kJ/mol。
方程式的书写与规范
接下来是书写热化学方程式本身。甲醇完全燃烧的化学方程式为:CH₃OH(l) + 3/2 O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l)。书写热化学方程式时,必须注明各物质的聚集状态,因为状态不同,焓变值也不同。题目虽未明确水的状态,但通常液态甲醇燃烧生成液态水。将计算出的焓变值写入方程式,得到最终的热化学方程式为:CH₃OH(l) + 3/2 O₂(g) = CO₂(g) + 2H₂O(l) ΔH = -1280 kJ/mol。需要特别注意的是,热化学方程式中的系数代表物质的量,可以是分数,且ΔH必须与方程式的具体写法严格对应,即表示“按此计量关系进行反应时的焓变”。
综上所述,解决此类问题的核心步骤是:通过给定质量与放热值计算出摩尔燃烧焓,正确书写配平的化学反应式并标明物态,最后将带符号(放热为负)的ΔH值与之关联。这个过程清晰地展示了如何将实验数据转化为一个标准、规范的热化学语言表达。