题目
已知：(rm N_{2)(g)+O_(2)(g)=2NO(g)triangle H_(1)=+180.5KJboldsymbol(⋅)mol^-1}①(rm 2C(s)+O_{2)(g)=2CO(g)triangle H_(2)=-221.0KJboldsymbol(⋅)mol^-1}②(rm C(s)+O_{2)(g)=CO_(2)(g)triangle H_(3)=-393.5KJboldsymbol(⋅)mol^-1}③则能表示汽车尾气转化的热化学方程式为(rm ( )) A、(rm 2NO(g)+2CO(g)=N_{2)(g)+2CO_(2)(g)triangle H=-746.5:KJboldsymbol(⋅)mol^-1} B、(rm 2NO(g)+2CO(g)=N_{2)(g)+2CO_(2)(g)triangle H=+746.5:KJboldsymbol(⋅)mol^-1} C、(rm 2NO(g)+2CO(g)=N_{2)(g)+2CO_(2)(g)triangle H=-1:493:KJboldsymbol(⋅)mol^-1} D、(rm 2NO(g)+2CO(g)=N_{2)(g)+2CO_(2)(g)triangle H=+1:493:KJboldsymbol(⋅)mol^-1}
已知：${\rm N_{2}(g)+O_{2}(g)=2NO(g)\triangle H_{1}=+180.5KJ\boldsymbol{⋅}mol^{-1}}$①
${\rm 2C(s)+O_{2}(g)=2CO(g)\triangle H_{2}=-221.0KJ\boldsymbol{⋅}mol^{-1}}$②
${\rm C(s)+O_{2}(g)=CO_{2}(g)\triangle H_{3}=-393.5KJ\boldsymbol{⋅}mol^{-1}}$③
则能表示汽车尾气转化的热化学方程式为${\rm (\quad)}$ A、${\rm 2NO(g)+2CO(g)=N_{2}(g)+2CO_{2}(g)\triangle H=-746.5\:KJ\boldsymbol{⋅}mol^{-1}}$ B、${\rm 2NO(g)+2CO(g)=N_{2}(g)+2CO_{2}(g)\triangle H=+746.5\:KJ\boldsymbol{⋅}mol^{-1}}$ C、${\rm 2NO(g)+2CO(g)=N_{2}(g)+2CO_{2}(g)\triangle H=-1\:493\:KJ\boldsymbol{⋅}mol^{-1}}$ D、${\rm 2NO(g)+2CO(g)=N_{2}(g)+2CO_{2}(g)\triangle H=+1\:493\:KJ\boldsymbol{⋅}mol^{-1}}$
${\rm 2C(s)+O_{2}(g)=2CO(g)\triangle H_{2}=-221.0KJ\boldsymbol{⋅}mol^{-1}}$②
${\rm C(s)+O_{2}(g)=CO_{2}(g)\triangle H_{3}=-393.5KJ\boldsymbol{⋅}mol^{-1}}$③
则能表示汽车尾气转化的热化学方程式为${\rm (\quad)}$ A、${\rm 2NO(g)+2CO(g)=N_{2}(g)+2CO_{2}(g)\triangle H=-746.5\:KJ\boldsymbol{⋅}mol^{-1}}$ B、${\rm 2NO(g)+2CO(g)=N_{2}(g)+2CO_{2}(g)\triangle H=+746.5\:KJ\boldsymbol{⋅}mol^{-1}}$ C、${\rm 2NO(g)+2CO(g)=N_{2}(g)+2CO_{2}(g)\triangle H=-1\:493\:KJ\boldsymbol{⋅}mol^{-1}}$ D、${\rm 2NO(g)+2CO(g)=N_{2}(g)+2CO_{2}(g)\triangle H=+1\:493\:KJ\boldsymbol{⋅}mol^{-1}}$
题目解答
答案
A
解析
本题考查热化学方程式的叠加与焓变计算。解题核心在于利用已知反应通过加减运算推导目标反应，并正确计算总焓变。关键点包括：
- 确定目标反应与已知反应的关系，通过调整系数和方向组合已知反应；
- 焓变的叠加规则：反应相加时，焓变按相同比例加减；
- 符号处理：逆反应的焓变为原反应的相反数。
目标反应推导
目标反应为：
$\text{2NO(g) + 2CO(g) → N}_2\text{(g) + 2CO}_2\text{(g)}$
步骤1：处理NO的消耗
反应①的逆反应为：
$\text{2NO(g) → N}_2\text{(g) + O}_2\text{(g)} \quad \Delta H = -180.5 \, \text{kJ·mol}^{-1}$
步骤2：处理CO到CO₂的转化
由反应③和②推导：
- 反应③：$\text{C(s) + O}_2\text{(g) → CO}_2\text{(g)} \quad \Delta H_3 = -393.5$
- 反应②的一半：$\text{C(s) + ½O}_2\text{(g) → CO(g)} \quad \Delta H = -110.5$
- ③ - ②的一半得：
$\text{CO(g) + ½O}_2\text{(g) → CO}_2\text{(g)} \quad \Delta H = -283 \, \text{kJ·mol}^{-1}$ - 将上述反应乘以2：
$\text{2CO(g) + O}_2\text{(g) → 2CO}_2\text{(g)} \quad \Delta H = -566 \, \text{kJ·mol}^{-1}$
步骤3：组合反应
将步骤1和步骤2的反应相加：
$\text{2NO(g) + 2CO(g) + O}_2\text{(g) → N}_2\text{(g) + O}_2\text{(g) + 2CO}_2\text{(g)}$
消去$\text{O}_2$后得目标反应：
$\text{2NO(g) + 2CO(g) → N}_2\text{(g) + 2CO}_2\text{(g)}$
焓变计算
总焓变为两步焓变之和：
$\Delta H = (-180.5) + (-566) = -746.5 \, \text{kJ·mol}^{-1}$