Question

碳是化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质．
（1）使Cl₂和H₂O（g）通过灼热的炭层，生成HCl和CO₂，当有1molCl₂参与反应时释放出145KJ热量，写出该反应的热化学方程式   
（2）科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与CO₂反应生成甲醇．已知H₂（g）、CO（g）和CH₃OH（l）的燃烧热分别为285.8KJ/mol^-1、283.0kJ?mol^-1和726.5kJ?mol^-1．则：①利用太阳能分解10mol水消耗的能量是     kJ．
②甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式为   
（3）某反应的反应过程中能量变化如图 所示（图中E₁ 表示正反应的活化能，E₂ 表示逆反应的活化能）．下列有关叙述正确的是   
A．该反应为吸热热反应
B．催化剂能改变该反应的焓变
C．催化剂能降低该反应的活化能
D．逆反应的活化能小于正反应的活化能．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据热化学方程式的含义和书写方法来回答；
（2）①根据氢气的燃烧热可知水分解吸收的能量，然后利用化学计量数与反应热的关系来计算；
②根据CO和CH₃OH的燃烧热先书写热方程式，再利用盖斯定律来分析甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式；
（3）A、依据图象中反应物和生成物能量的大小比较判断；
B、催化剂改变速率不改变平衡；
C、催化剂改变化学反应速率是降低了反应的活化能；
D、根据图象中的数据分析判断．
解答：解：（1）1molCl₂参与反应时释放出145KJ热量，则反应2Cl₂（g）+2H₂O（g）+C（s）=4HCl（g）+CO₂（g）会放出290KJ的能量，即2Cl₂（g）+2H₂O（g）+C（s）=4HCl（g）+CO₂（g）△H=-290.0 kJ?mol^-1，故答案为：2Cl₂（g）+2H₂O（g）+C（s）=4HCl（g）+CO₂（g）△H=-290.0 kJ?mol^-1；
（2）①由H₂（g）的燃烧热△H为-285.8kJ?mol^-1知，1molH₂（g）完全燃烧生成1molH₂O（l）放出热量285.8kJ，即分解10mol H₂O（l）为10mol H₂（g）消耗的能量为2858kJ，故分解10mol H₂O（l）消耗的能量为2858kJ，故答案为：2858；
（2）由CO（g）和CH₃OH（l）的燃烧热△H分别为-283.0kJ?mol^-1和-726.5kJ?mol^-1，则
①CO（g）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ?mol^-1
②CH₃OH（l）+O₂（g）=CO₂（g）+2 H₂O（l）△H=-726.5kJ?mol^-1
由盖斯定律可知，②-①得反应CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l），则△H=-726.5kJ?mol^-1-（-283.0kJ?mol^-1）=-443.5kJ?mol^-1，
故答案为：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l）△H=-443.5kJ?mol^-1；
（3）解：A、图象中反应物能量低于生成物能量，故反应是吸热反应，故A正确；
B、催化剂不能改变该反应的焓变，只能改变反应速率，故B错误；
C、催化剂改变化学反应速率是降低了反应的活化能，故C正确；
D、图象分析逆反应的活化能E₂小于正反应的活化能E₁，故D正确；
故选ACD．
点评：本题考查了热化学方程式的书写和含义、化学反应的能量变化分析、催化剂的作用实质等知识，注意图象识别和理解含义是解题关键，难度不大．