Question

15．科学家参考自然界中的光合作用，设计利用太阳能促进燃料的循环使用（如图），其中过程Ⅰ的主要反应如下：
①2CO₂$\frac{\underline{\;光能\;}}{\;}$2CO+O₂△H₁
②2CO₂+4H₂O$\frac{\underline{\;光能\;}}{\;}$2CH₃OH+3O₂△H₂
③2H₂O $\frac{\underline{\;光能\;}}{\;}$2H₂+O₂
④2N₂+6H₂O$\frac{\underline{\;光能\;}}{\;}$4NH₃+3O₂
⑤CO₂+H₂O$\frac{\underline{\;光能\;}}{\;}$CH₄+O₂．
（1）反应①的△H₁＞（填“＜”、“＞”或“=”） 0．
（2）已知甲醇的燃烧热为-726.5kJ•mol^-1，则反应△H₂=+726.5kJ•mol^-1．
（3）下列对过程Ⅰ、Ⅱ的描述中正确的是ab．
a．过程Ⅰ、Ⅱ中能量转化形式是：太阳能→化学能→热能
b．经过上述一个循环后不会产生新物质
c．经过上述一个循环后放出O₂
（4）将反应⑤补充完整CO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;光能\;}}{\;}$CH₄+2O₂．

Answer 1

分析 （1）反应在光照条件下才能进行，为吸热反应；
（2）反应②与甲醇的燃烧反应互为相反过程；
（3）综合两过程，其将化学能转化为热能使用，一个循环后没有新物质生成；
（4）分析图示，其主要的反应均生成的是可燃物和氧气，结合质量守恒，可将反应⑤补充完整．

解答 解：（1）反应在光照条件下才能进行，光能转化为化学能，则为吸热反应，△H₁＞0，故答案为：＞；
（2）反应②与甲醇的燃烧反应互为相反过程，甲醇的燃烧热为-726.5kJ•mol^-1，则反应△H₂=+726.5kJ•mol^-1，故答案为：+726.5kJ•mol^-1；
（3）a．过程Ⅰ太阳能→化学能，Ⅱ中能量转化形式是化学能→热能，故a正确；
b．由转化关系可知，经过上述一个循环后不会产生新物质，故 b正确；
c．没有新物质生成，则循环后没有放出O₂，故c错误，
故答案为：ab；
（4）反应均生成的是可燃物和氧气，由质量守恒可知，⑤的反应为二氧化碳和水，生成甲烷和氧气，方程式为CO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;光能\;}}{\;}$CH₄+2O₂，
故答案为：CO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;光能\;}}{\;}$CH₄+2O₂．

点评 本题综合考查化学反应与能量变化，为高频考点，侧重考查学生的分析能力，注意把握题给信息以及能量的转化，难度不大．