Question

【題目】（1）甲烷自熱重整是先進(jìn)的制氫方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反應(yīng)體系中同時(shí)通入甲烷、氧氣和水蒸氣，發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)有：

	化學(xué)方程式	焓變 ΔH/(kJ·mol1)
甲烷 氧化	CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)	ΔH1
	CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)	322.0
蒸汽 重整	CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)	206.2
	CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)	165.0

①反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的ΔH= kJ·mol1。

②1 mol甲烷完全燃燒的反應(yīng)熱為ΔH2，則ΔH2 (填“>”“<”或“=”)ΔH1。

（2）物質(zhì)(tBuNO)2在正庚烷溶劑中發(fā)生如下反應(yīng)：(tBuNO)22(tBuNO) ΔH。實(shí)驗(yàn)測(cè)得該反應(yīng)的ΔH=+50.5 kJ·mol1，活化能Ea=90.4 kJ·mol1。下列能量關(guān)系圖合理的是 。

（3）汽車(chē)尾氣中主要含有CO、NO2、SO2、CO2，目前采用的是在汽車(chē)排氣裝置中安裝一個(gè)凈化器可以有效地將尾氣中的有害氣體轉(zhuǎn)化。如：CO(g)+NO2(g)NO(g)+ CO2(g) ΔH=a kJ·mol1(a>0)

2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=b kJ·mol1(b>0)

則用標(biāo)準(zhǔn)狀況下的3． L CO還原NO2至N2(CO完全反應(yīng))的整個(gè)過(guò)程中放出的熱量為 (用含有a和b的代數(shù)式表示) kJ。

Answer 1

【答案】（1）①41.2（3分） ②<（2分）

（2）D（2分） （3）（3分）

【解析】（1）①由蒸汽重整的兩個(gè)反應(yīng)可知，利用第二個(gè)反應(yīng)減去第一個(gè)反應(yīng)則得出該反應(yīng)的反應(yīng)熱為ΔH=(165.0206.2) kJ·mol1=41.2 kJ·mol1。②1 mol甲烷完全燃燒的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH2。生成液態(tài)水比生成氣態(tài)水釋放出的熱量多，故ΔH2<ΔH1。

（2）由實(shí)驗(yàn)測(cè)得該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=+50.5 kJ·mol1，可知該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，可排除能量關(guān)系圖B和C。又依據(jù)活化能Ea=90.4 kJ·mol1，EaΔH<50.5 kJ·mol1，能量關(guān)系圖A中，EaΔH>50.5 kJ·mol1，Ea與ΔH的比例不對(duì)。而能量關(guān)系圖D是合理的，故選D。

（3）CO(g)+NO2(g)NO(g)+CO2(g) ΔH=a kJ·mol1乘以2得2CO(g)+2NO2(g)2NO(g)+2CO2(g) ΔH=2a kJ·mol1與2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=b kJ·mol1相加即得4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) ΔH=(2a+b) kJ·mol1，n(CO)= 0.15 mol，所以放出的熱量為× (2a+b) kJ。