题目内容

【题目】化学反应与能量变化密切相关。回答下列问题:

(1)反应物和生成物均为气态的某可逆反应,在不同条件下的反应历程分别为A、B,如图所示。

①正反应的活化能为______(用图中字母表示);

②当反应达平衡后,其他条件不变,升高温度,反应物的转化率将_______(填“增大”、“减小”、“不变”);

③B历程表明此反应采用的条件为_______(填标号)。

A.升高温度   B.降低温度    C.增大反应物浓度   D.使用催化剂

(2)在如图的转化关系中(X代表卤素)。△H2______0(填“>”、“=”或“<”);△H1、△H2和△H3三者存在的关系为___________。

(3)甲醇()是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1

②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2

③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3

已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:

化学键

H-H

C-O

C O

H-O

C-H

E/(kJ·mol-1)

436

343

1076

465

413

①计算△H1=_____________kJ.mol-1;

②已知△H3=+41.1 kJ.mol-1,则△H2 =____________kJ.mol-1。

【答案】 E1 增大 D > △H1 =△H2+△H3 -99 -57.9

【解析】(1)①根据图像,正反应的活化能为E1,故答案为:E1;

②由图可知,反应物的总能量低于生成物的总能量,该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,反应物的转化率增大;故答案为:增大;

③B历程中反应物的活化能降低,最后达到相同的状态,表明此反应中加入了催化剂,故选D;

(2)根据图像,△H2表示的是破坏分子中的共价键变成原子的过程,需要吸热,即△H2>0;根据盖斯定律可知:△H1=△H2+△H3,故答案为:>;△H1=△H2+△H3;

(3)反应热=反应物总键能-生成物总键能,故△H1=1076kJmol-1+2×436kJmol-1-(3×413+343+465)kJmol-1=-99kJmol-1,根据盖斯定律:反应②-反应①=反应③,故△H3=△H2-△H1=△H2-(-99kJmol-1)=+41.1kJmol-1,解得:△H2=-57.9 kJmol-1,故答案为:-99;-57.9。

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