Question

（1）如图表示金刚石、石墨在相关反应过程中的能量变化关系。

写出石墨转化为金刚石的热化学方程式                     。

(2)已知:Ti(s)+2Cl₂(g)TiCl₄(l)ΔH=-804.2 kJ/mol

2Na(s)+Cl₂(g)=2NaCl(s) ΔH=-882.0 kJ/mol

Na(s)=Na(l) ΔH=+2.6 kJ/mol

则TiCl₄(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)的ΔH=    kJ/mol。

(3)已知:

①2CH₃OH(l)+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g)ΔH=-a kJ/mol

②CH₃OH(l)+O₂(g)=CO(g)+2H₂O(l)ΔH=-b kJ/mol

③H₂O(g)=H₂O(l) ΔH=-c kJ/mol则:2CO(g)+O₂(g)2CO₂(g)的ΔH=     kJ/mol。

(4)工业上在催化剂作用下可利用CO合成甲醇:CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH(g),下图表示反应过程中能量的变化情况。

在图中,曲线    (填“a”或“b”)表示使用了催化剂;该反应属于    (填“吸热”或“放热”)反应。

Answer

(1)C(石墨,s)C(金刚石,s) ΔH=+1.9 kJ/mol

(2)-970.2 (3)(-a+2b-4c) (4)b 放热

【解析】(1)由图像可写出①C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-395.4 kJ/mol。②C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol,由②-①得C(石墨,s)=C(金刚石,s),其ΔH=-393.5 kJ/mol-(-395.4 kJ/mol)=+1.9 kJ/mol。

(2)根据盖斯定律可将(第二个热化学方程式×2)减去(第一个热化学方程式)再减去(第三个热化学方程式×4)得,ΔH=-882.0 kJ/mol×2-(-804.2 kJ/mol)-(+2.6 kJ/mol)×4=-970.2 kJ/mol。

(3)将①-②×2+③×4得:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-a kJ/mol-(-b kJ/mol×2)+(-c kJ/mol×4)=(-a+2b-4c)kJ/mol。

(4)根据图示可知反应物的总能量大于生成物的总能量,故该反应是放热反应,加入催化剂改变反应历程,降低反应所需的活化能,故b曲线表示使用了催化剂。