Question

【題目】根據要求回答問題：

（1）如圖是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖，若在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，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，生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2·xH2O的液態化合物，放熱4.28 kJ，該反應的熱化學方程式為__________。

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

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水的熱化學方程式為____________________________________________________________________。

（4）在微生物作用的條件下，NH經過兩步反應被氧化成NO。這兩步的能量變化如圖：

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

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所需的活化能，則E1和E2都減小，催化劑不能改變反應物的總能量和生成物的總能量之差，即反應熱不改變，所以催化劑對反應熱無影響。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，生成一種還原性氣體HCl和一種易水解成TiO2·xH2O的液態化合物TiCl4(l)，放熱4.28 kJ，反應方程式為2Cl2(g)+ TiO2(s)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g)，0.1 mol Cl2反應放熱4.28 kJ，2 mol Cl2反應放熱4.28 kJ×2/0.1=85.6 kJ，該反應的熱化學方程式為2Cl2(g)+ TiO2(s)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=85.6 kJ·mol1 ；（3）利用蓋斯定律進行計算，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，依據蓋斯定律計算（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水的熱化學方程式為：CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-764.7 KJ·mol－1；（4）由圖可知，第二步反應反應物能量高于生成物能量，是放熱反應；由圖可知，第一步熱化學反應為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)的熱化學方程式。