Question

由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問題，如何降低大氣中的CO₂含量并加以開發(fā)利用，引起了各國的普遍重視．目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂生產(chǎn)燃料甲醇．一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），圖1表示該反應(yīng)進(jìn)行過程中能量的變化．

（1）關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中，正確的是

C

．
A．△H＞0，△S＞0； B．△H＞0，△S＜0；
C．△H＜0，△S＜0； D．△H＜0，△S＞0．
（2）該圖中能量的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)之間的差值代表

逆反應(yīng)的活化能

（3）為探究反應(yīng)原理，現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：在體積為1L的密閉容器中，充入1mol CO₂
和3mol H₂，測得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時(shí)間變化如圖2所示．從反應(yīng)開始到平衡用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v（H₂）

0.225

mol?L^-1?min^-1．
（4）肼（N₂H₄）是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料．已知在101kPa時(shí)，32.0gN₂H₄在氧氣中完全燃燒生成氮?dú)猓�放出熱�?24kJ（25℃時(shí)），N₂H₄完全燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是：

N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624KJ/mol

．

Answer 1

分析：（1）由圖1可知，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，由方程式可知，該反應(yīng)正反應(yīng)是氣體的物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，故正反應(yīng)為熵減過程；
（2）分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能；
（3）由圖2可知，甲醇的濃度變化量為0.75mol/L，根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算v（CH₃OH），再利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（H₂）；
（4）根據(jù)肼和反應(yīng)熱的關(guān)系計(jì)算出其燃燒熱，并寫出其相應(yīng)的熱化學(xué)方程式．

解答：解：（1）由圖1可知，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H＜0，由方程式可知，該反應(yīng)正反應(yīng)是氣體的物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，故正反應(yīng)為熵減過程，即△S＜0，選C；
（2）能量的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)之間的差值代表逆反應(yīng)的活化能，故答案為：逆反應(yīng)的活化能；
（3）由圖2可知，10min達(dá)平衡時(shí)甲醇的濃度變化量為0.75mol/L，所以v（CH₃OH）=

0.75mol/L

10min

=0.075mol/（L?min），速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以v（H₂）=3v（CH₃OH）=3×0.075mol/（L?min）=0.225mol/（L?min），故答案為：0.225；
（4）32.0g肼的物質(zhì)的量為1mol，1molN₂H₄在氧氣中完全燃燒生成氮?dú)夥懦鰺崃?24kJ，所以其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624KJ/mol，故答案為：N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624KJ/mol．

點(diǎn)評：本題考查平衡圖象、化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算、反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響因素等，難度不大，注意速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比．