Question

【題目】根據(jù)要求回答問(wèn)題：

（1）如圖是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2和NO過(guò)程中的能量變化示意圖，若在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E1的變化是________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，ΔH的變化是________。

（2）0.1 mol Cl2與焦炭、TiO2完全反應(yīng)，生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2·xH2O的液態(tài)化合物，放熱4.28 kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為__________。

（3）甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：

①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1

②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·mol－1

又知③H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ·mol－1，則甲醇蒸氣燃燒為液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為____________________________________________________________________。

（4）在微生物作用的條件下，NH經(jīng)過(guò)兩步反應(yīng)被氧化成NO。這兩步的能量變化如圖：

第二步反應(yīng)是__________反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的熱化學(xué)方程式是_____________________。

Answer 1

【答案】 減小 不變 2Cl2(g)+ TiO2(s)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=85.6 kJ·mol1 CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-764.7 kJ·mol－1 放熱 NH(aq)＋O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　 ΔH＝－273 kJ/mol

【解析】（1）加入催化劑能降低反應(yīng)所需的活化能，則E1和E2都減小，催化劑不能改變反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量之差，即反應(yīng)熱不改變，所以催化劑對(duì)反應(yīng)熱無(wú)影響。E1的變化是減小，ΔH的變化是不變；（2）0.1 mol Cl2與焦炭、TiO2完全反應(yīng)，生成一種還原性氣體HCl和一種易水解成TiO2·xH2O的液態(tài)化合物TiCl4(l)，放熱4.28 kJ，反應(yīng)方程式為2Cl2(g)+ TiO2(s)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g)，0.1 mol Cl2反應(yīng)放熱4.28 kJ，2 mol Cl2反應(yīng)放熱4.28 kJ×2/0.1=85.6 kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2Cl2(g)+ TiO2(s)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=85.6 kJ·mol1 ；（3）利用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算，①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1，②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·mol－1，又知③H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44 kJ·mol－1，依據(jù)蓋斯定律計(jì)算（②×3-①×2+③×2）得：CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=3×（-192.9 kJ·mol－1）-2×49.0 kJ·mol－1+（-44 kJ·mol－1）×2=-764.7 KJ·mol－1；則甲醇蒸氣燃燒為液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為：CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-764.7 KJ·mol－1；（4）由圖可知，第二步反應(yīng)反應(yīng)物能量高于生成物能量，是放熱反應(yīng)；由圖可知，第一步熱化學(xué)反應(yīng)為NH4＋（aq）+1.5O2（g）=2H＋（aq）+NO2－（aq）+H2O（l）△H=-273 kJ·mol－1，即1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的熱化學(xué)方程式。