Question

【題目】汽車尾氣中排放的NOx和CO污染環境，在汽車尾氣系統中裝置催化轉化器，可有效降低NOx和CO的排放。

Ⅰ.已知：①2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) ΔH1＝－566.0 kJ·mol－1

②N2(g)＋O2(g)=2NO(g) ΔH2＝＋180.5 kJ·mol－1

③2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g) ΔH3＝－116.5 kJ·mol－1

(1)CO的燃燒熱為______________。

(2)若1 mol N2(g)、1 mol O2(g)分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收946 kJ、498 kJ的能量，則1 mol NO(g)分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為________。

Ⅱ.利用水煤氣合成二甲醚的總反應為：

3CO(g)＋3H2(g)=CH3OCH3(g)＋CO2(g) ΔH＝－246.4 kJ·mol－1

(3)它可以分為兩步，反應分別如下：

①2CO(g)＋4H2(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH1＝－205.1 kJ·mol－1

②CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝________。

(4)已知CH3OCH3(g)的燃燒熱為1455 kJ·mol－1，寫出表示其燃燒熱的熱化學方程式：_________________________________。若二甲醚燃燒生成的CO2恰好能被100 mL 0.2 mol·L－1 NaOH溶液吸收生成Na2CO3，則燃燒過程中放出的熱量為________。

Answer 1

【答案】283.0 kJ·mol－1 631.75 kJ －41.3 kJ·mol－1 CH3OCH3(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH1＝－1455 kJ·mol－1 7.275 kJ

【解析】

Ⅰ. (1)由①2CO(g)＋O2(g) =2CO2(g)　ΔH＝－566.0kJ·mol1可知，2mol CO完全燃燒放出566.0kJ的熱量，所以1mol CO完全燃燒放出283kJ的熱量，所以CO的燃燒熱為283kJ·mol1；

(2)若1mol N2(g)、1 mol O2(g)分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收946 kJ、498 kJ的能量，設1mol NO(g) 分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為x kJ，由②N2(g)＋O2(g)= 2NO(g)　 ΔH＝946kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1 －2x kJ·mol－1＝＋180.5 kJ·mol－1，解之得x＝631.75，所以1mol NO(g)分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為631.75 kJ；

Ⅱ.（3）①已知：Ⅰ．3H2（g）+3CO（g）=CH3OCH3（g）+CO2（g）；△H=-246.4kJmol-1

Ⅱ．4H2（g）+2CO（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g），△H1=-205.1kJmol-1

根據蓋斯定律，Ⅰ-Ⅱ可得：CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g），則△H2=△H-△H1=-246.4kJmol-1-（-205.1kJmol-1）=-41.3kJmol-1；

(4)已知CH3OCH3(g)的燃燒熱為1455 kJ·mol－1，則表示其燃燒熱的熱化學方程式為：CH3OCH3(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH1＝－1455 kJ·mol－1；100 mL 0.2 mol·L－1 NaOH溶液中含氫氧化鈉0.02mol，若二甲醚燃燒生成的CO2恰好能被100 mL 0.2 mol·L－1 NaOH溶液吸收生成Na2CO3，消耗二氧化碳0.01mol，則燃燒過程中放出的熱量為1455 kJ/mol0.005mol=7.275 kJ。