Question

【题目】能量是人类生存基础，因此化学反应与能量关系一直是研究热点，贯穿于生活和生产各个领域 .

(1)在25℃、101kPa下，16g的甲醇(CH3OH)完全燃烧生成CO2和液态水时放出352kJ的热量，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为_______

(2)化学反应中放出的热能(焓变)，△H与反应物和生成物的键能E有关。

已知：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-185kJ/mol, E(H-H)=436kJ/mol,E(Cl-Cl)=243kJ/mol。

则E(H-Cl)=___________

(3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，已知：

2Cu(s)+O2(g)=CuO(s) △H=-169kJ.mol-1.

C(s)+O2(g)=CO(g) △H=-110.5kJ.mol-1

2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) △H=-314kJ.mol-1

则工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu和CO的热化学方程__________

(4)如图是N2和H2反应生成2molNH3过程中能量变化示意图

①请计算每生成1moNH3放出热量为___________

②若起始时向容器内放入1moN2和3molH2达平衡后N2的反应体积分数为20%，则反应放出的热量为Q1kJ,则Q1的数值为___________

(5)炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧，活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示，活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列说法错误的是_______

A.氧分子的活化包括O-O键的断裂与C-O键的生成

B.每活化一个氧分子放出0.29eV的能量

C.水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42eV

D.炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂

Answer 1

【答案】CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O (l) △H=-704kJ/mol 432kJ/mol C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g)△H=+34.5kJmol-1 46.1kJ 18.44 C

【解析】

依据燃烧热概念是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量书写热化学方程式，标注物质聚集状态和对应焓变写出；依据反应的焓变△H=反应物键能总和-生成物键能总和计算；依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式；分析图象N2和H2反应生成2mol NH3过程中能量变化示意图计算每生成1mol NH3放出的热量。

（1）16g的甲醇（CH3OH）完全燃烧生成CO2和液态水时放出352kJ的热量，32g甲醇即1mol，燃烧生成二氧化碳和液态水放热704kJ，标注物质聚集状态和对应焓变写出热化学方程式为：CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O (l) △H=-704kJ/mol；故答案为： CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O (l) △H=-704kJ/mol；

（2）H2（g）+Cl2（g）═2HCl（g）△H=-185kJ/mol；E（H-H）=436kJ/mol，E（Cl-Cl）=243kJ/mol
△H=反应物键能总和-生成物键能总和得到：-185kJ/mol=436KJ/mol+243KJ/mol-2E（H-Cl）
则E（H-Cl）=432kJ/mol；故答案为：432kJ/mol；

（3）已知：①2Cu(s)+O2(g)=CuO(s) △H=-169kJ.mol-1

②C(s)+O2(g)=CO(g) △H=-110.5kJ.mol-1

③2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) △H=-314kJ.mol-1

用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的化学方程式为C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g)，该反应可以是②-③-×①，反应的焓变是-110.5kJmol-1-（-314kJmol-1）-×（-169kJmol-1）=+34.5kJmol-1，

故答案为：C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g)△H=+34.5kJmol-1。

（4）①图象分析可知，N2和H2反应生成2mol NH3过程中能量变化示意图可知反应放热427.2KJ-335KJ=92.2kJ，每生成1mol NH3放出热量46.1kJ；故答案为：46.1kJ；

②如图是N2和H2反应生成2mol NH3过程中能量变化示意图，反应焓变△H=335kJ/mol-427.2kJ/mol=-92.2kJ/mol，

N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92.2kJ/mol

1 3 0

0.2 0.6 0.4

生成0.4mol氨气放热=×92.2KJ=18.44kJ；故答案为：18.44；

（5）A、根据图象分析，氧分子活化过程O-O键断裂，生成C-O键，所以氧分子的活化是O-O的断裂与C-O键的生成过程，故A正确；

B、由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，因此每活化一个氧分子放出0.29eV的能量，故B正确；

C、化能反应过程中存在多步反应的活化能，整个反应的活为活化能较大者，根据能量图分析，整个反应的活化能为活化能较大者，则没有水加入的反应活化能为E=0.75eV，有水加入的反应的活化能为E=0.57eV，所以水可使氧分子活化反应的活化能降低0.75eV-0.57eV=0.18eV，故C错误；

D、活化氧可以快速氧化二氧化硫，而炭黑颗粒可以活化氧分子，因此炭黑颗粒可以看作大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂，故D正确；

答案为C。