Question

【題目】霧霾已經成為部分城市發展的障礙。霧霾形成的最主要原因是人為排放，其中汽車尾氣污染對霧霾的“貢獻”逐年增加。回答下列問題：

(1)汽車尾氣中含有NO，N2與O2生成NO的過程如下：

①1 mol O2與1 mol N2的總能量比2 mol NO的總能量________(填“高”或“低”)。

②N2(g)＋O2(g)===NO(g)的ΔH＝________。

③NO與CO反應的熱化學方程式可以表示為2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1，但該反應速率很慢，若使用機動車尾氣催化轉化器，可以使尾氣中的NO與CO轉化成無害物質排出。上述反應在使用“催化轉化器”后，a值________(選填“增大”“減小”或“不變”)。

(2)氫能源是綠色燃料，可以減少汽車尾氣的排放，利用甲醇與水蒸氣反應可以制備氫氣：CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)　ΔH1。下圖是該反應的能量變化圖：

①通過圖中信息可判斷反應CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)的ΔH1________(選填“>”“＝”或“<”)0。

②圖中途徑(Ⅱ)的條件是_______________，途徑(Ⅰ)的反應熱________(選填“>”“＝”或“<”)途徑(Ⅱ)的反應熱。

③已知下列兩個熱化學方程式：

H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH2

2CH3OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)　ΔH3

ΔH1、ΔH2、ΔH3三者的關系式為：____________________。

Answer 1

【答案】 低 ＋91.5 kJ·mol－1 不變 > 使用催化劑 ＝ ΔH3＝2×ΔH1＋6×ΔH2

【解析】（1）①由N2與O2生成NO的過程可得，斷裂1molNN和1molO=O吸收能量：945kJ+498kJ=1443kJ，形成2molNO釋放能量：1260kJ，故從總的來看該反應吸收能量，1 mol O2與1 mol N2的總能量比2 mol NO的總能量低；②N2(g)＋O2(g)=NO(g)的ΔH=×（1443-1260）kJ·mol-1=+91.5 kJ·mol-1；③催化劑能降低反應的活化能，從而加快化學反應速率，但不能改變ΔH，故a值不變。

（2）①通過圖中信息可得，反應物的總能量低于生成物的總能量，所以反應CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g)的ΔH1>0；②圖中途徑(Ⅱ)降低了反應的活化能，故使用了催化劑；催化劑能降低反應的活化能，但不能改變ΔH，故途徑(Ⅰ)的反應熱=途徑(Ⅱ)的反應熱；③由已知，根據蓋斯定律可得：ΔH3 =2×ΔH1＋6×ΔH。