题目内容
【题目】(1)甲醇蒸气转化为氢气的一种原理是CH3OH和H2O反应生成CO2和H2。
下图是该过程中能量变化示意图。若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,正反应活化能a的变化是___________(填“增大”、“减小”或“不变”),反应热ΔH的变化是________(填“增大”、“减小”或“不变”)。请写出反应进程CH3OH(g)和H2O(g)反应的热化学方程式___________________。
(2)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。
已知:①CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH=-akJ·mol-1(a>0)
②2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-bkJ·mol-1(b>0)
若用标准状况下4.48 L CO还原NO2至N2(CO完全反应),整个过程中转移电子的物质的量为________,放出的热量为________kJ(用含有a和b的代数式表示)。
【答案】
(1)减小,不变;CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=(a-b)kJ·mol-1;
(2)0.4mol;(2a+b)/20
【解析】
试题分析:(1)催化剂降低反应的活化能,加快反应速率,即a减小,但催化剂不能改变反应热,即反应热△H不变,反应能量图中生成物的总能量大于反应物的总能量,则为吸热反应,由图可知,1mol 甲醇和1mol 水蒸气反应生成CO2和氢气吸收的热量为(a-b)kJ,反应热化学方程式为:CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)△H=+(a-b)kJ/mol;
(2)①CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-a KJmol-1(a>0),
②2CO(g)+2NO (g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-b KJmol-1(b>0),
将方程式①×2+②得4CO(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g)
△H=(-a) KJmol-1×2+(-b KJmol-1)=-(2a+b)KJmol-1,所以其热化学反应方程式为:
4CO(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g)△H=-(2a+b)KJmol-1,根据方程式知转移电子的物质的量
×2=0.4mol,放出的热量=×=kJ,
故答案为:0.4;。