Question

13．已知某反应A（g）+B（g）?C（g）+D（g），过程中的能量变化如图所示，回答下列问题．
（1）该反应是吸热反应（填“吸热”或“放热”），该反应的△H=E₁-E₂ kJ•mol^-1（用含E₁、E₂的代数式表示），1mol气体A和1mol气体B具有的总能量比1mol气体C和1mol气体D具有的总能量一定低（填“一定高”、“一定低”或“高低不一定”）．
（2）若在反应体系中加入催化剂使逆反应速率增大，则E₁和E₂的变化是：E₁减小，E₂减小，△H不变（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）已知：①2CO（g）+4H₂（g）═2CH₄（g）+O₂（g）△H=+71kJ•mol^-1
CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l）△H=-90.5kJ•mol^-1；
②CH₄（g）的燃烧热为-890kJ•mol^-1．
写出表示CH₃OH（l）燃烧热的热化学方程式CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-764kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）根据反应物与生成物总能量大小判断，根据△H=反应物的总键能-生成物的总键能；
（2）加入催化剂能降低反应的活化能，催化剂不改变反应物总能量与生成物总能量之差即反应热不变；
（3）在25℃，101 kPa时，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，单位为kJ/mol，结合盖斯定律进行计算．

解答 解：（1）由图象可知该反应是一个能量升高的反应，所以属于吸热反应；△H=反应物的总键能-生成物的总键能，所以△H=E₁-E₂；由图象可知可知该反应是一个能量升高的反应，所以1mol气体A和1mol气体B具有的总能量比1mol气体C和1mol气体D具有的总能量低，
故答案为：吸热； E₁-E₂；一定低；
（2）加入催化剂改变了反应的途径，降低反应所需的活化能，所以E₁和E₂的变化是减小，催化剂不改变反应物总能量与生成物总能量之差即反应热不变，所以E的大小对该反应的反应热无影响；
故答案为：减小；减小；不变；
（3）CH₄（g）的燃烧热为-890 kJ•mol^-1，即CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890kJ/mol，
已知：①2CH₄（g）+O₂（g）=2CO（g）+4H₂（g）△H₁=-71kJ/mol
②CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（l）△H₂=-90.5kJ/mol
③CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H₃=-890kJ/mol
根据盖斯定律，③×2-①-②×2得2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=2×（90.5kJ/mol）+2×（-890kJ/mol）+71kJ/mol=-1528kJ/mol，所以CH₃OH（l）燃烧热的热化学方程式为CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-764 kJ•mol^-1，故答案为：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-764 kJ•mol^-1.1

点评 本题考查反应热的判断，△H的计算以及盖斯定律的应用，难度适中，注意催化剂对活化能和反应热的影响．