Question

【題目】（1）甲烷自熱重整是先進(jìn)的制氫方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反應(yīng)體系中同時通入甲烷、氧氣和水蒸氣，發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)有：

	化學(xué)方程式	焓變 ΔH/(kJ·mol1)
甲烷 氧化	CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)	ΔH1
	CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)	322.0
蒸汽 重整	CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)	206.2
	CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)	165.0

①反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的ΔH= kJ·mol1。

②1 mol甲烷完全燃燒的反應(yīng)熱為ΔH2，則ΔH2 (填“>”“<”或“=”)ΔH1。

（2）物質(zhì)(tBuNO)2在正庚烷溶劑中發(fā)生如下反應(yīng)：(tBuNO)22(tBuNO) ΔH。實(shí)驗(yàn)測得該反應(yīng)的ΔH=+50.5 kJ·mol1，活化能Ea=90.4 kJ·mol1。下列能量關(guān)系圖合理的是 。

（3）汽車尾氣中主要含有CO、NO2、SO2、CO2，目前采用的是在汽車排氣裝置中安裝一個凈化器可以有效地將尾氣中的有害氣體轉(zhuǎn)化。如：CO(g)+NO2(g)NO(g)+ CO2(g) ΔH=a kJ·mol1(a>0)

2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=b kJ·mol1(b>0)

則用標(biāo)準(zhǔn)狀況下的3． L CO還原NO2至N2(CO完全反應(yīng))的整個過程中放出的熱量為 (用含有a和b的代數(shù)式表示) kJ。

Answer 1

【答案】（1）①41.2（3分） ②<（2分）

（2）D（2分） （3）（3分）

【解析】（1）①由蒸汽重整的兩個反應(yīng)可知，利用第二個反應(yīng)減去第一個反應(yīng)則得出該反應(yīng)的反應(yīng)熱為ΔH=(165.0206.2) kJ·mol1=41.2 kJ·mol1。②1 mol甲烷完全燃燒的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH2。生成液態(tài)水比生成氣態(tài)水釋放出的熱量多，故ΔH2<ΔH1。

（2）由實(shí)驗(yàn)測得該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=+50.5 kJ·mol1，可知該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，可排除能量關(guān)系圖B和C。又依據(jù)活化能Ea=90.4 kJ·mol1，EaΔH<50.5 kJ·mol1，能量關(guān)系圖A中，EaΔH>50.5 kJ·mol1，Ea與ΔH的比例不對。而能量關(guān)系圖D是合理的，故選D。

（3）CO(g)+NO2(g)NO(g)+CO2(g) ΔH=a kJ·mol1乘以2得2CO(g)+2NO2(g)2NO(g)+2CO2(g) ΔH=2a kJ·mol1與2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=b kJ·mol1相加即得4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) ΔH=(2a+b) kJ·mol1，n(CO)= 0.15 mol，所以放出的熱量為× (2a+b) kJ。