Question

【題目】研究化學反應中的能量變化有重要意義。請根據(jù)學過的知識回答下列問題：

（1）已知一氧化碳與水蒸氣反應過程的能量變化如圖所示：

反應的熱化學方程式為____________________________________________。

（2）化學反應可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程�；瘜W鍵的鍵能是形成(或拆開)1mol化學鍵時釋放(或吸收)的能量。已知：N≡N鍵的鍵能是948.9kJ·mol－1，H－H鍵的鍵能是436.0kJ·mol－1，N－H鍵的鍵能是391.55kJ·mol－1，則N2(g)+H2(g)NH3(g) ΔH=______________。

（3）依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學反應的焓變進行推算。

已知：①C(s，石墨)+O2(g)CO2(g) ΔH1=－393.5kJ·mol－1

②2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH2=－571.6kJ·mol－1

③2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=－2599kJ·mol－1

298K時反應2C(s，石墨)+H2(g)C2H2(g)的焓變：ΔH=_______________。

（4）已知：鋁熱反應是放熱反應，又知，常溫下：

4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s) ΔH1

4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s) ΔH2

下面關于ΔH1、ΔH2的比較正確的是________

A.ΔH1>ΔH2 B．ΔH1<ΔH2 C．ΔH1=ΔH2 D．無法計算

Answer 1

【答案】CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=－41kJ·mol－1－46.2kJ·mol－1226.7kJ·mol－1 B

【解析】

（1）依據(jù)圖象分析反應物能量高于生成物能量，反應是放熱反應，書寫熱化學方程式時，注意標注物質聚集狀態(tài)和對應焓變的大小；（2）△H=反應物的鍵能-生成物的鍵能；（3）將已知三個熱化學方程式依次編號為①②③，由蓋斯定律可知目標熱化學方程式等于①×2+②×-③×；（4）將已知兩個熱化學方程式依次編號為①②，由蓋斯定律，①-②可得：4Al（s）+2Fe2O3═2Al2O3（s）+4Fe（s） △H=△H1-△H2。

（1）由圖象可知，反應物能量高于生成物能量，該反應是放熱反應，1molCO完全反應放出的熱量41kJ，熱化學方程式為：CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=-41 kJ/mol。（2）據(jù)題意，N≡N鍵的鍵能是948.9kJ·mol－1，H－H鍵的鍵能是436.0kJ·mol－1，N－H鍵的鍵能是391.55kJ·mol－1，由△H=反應物的鍵能-生成物的鍵能可知，0.5mol氮氣和1.5mol氫氣反應生成1mol氨氣時△H=（3×391.55kJ·mol－1）—（0.5×948.9kJ·mol－1+1.5×436.0kJ·mol－1）=46.2 kJ·mol－1。（3）目標反應為2C(s，石墨)+H2(g)= C2H2(g)，將已知三個熱化學方程式依次編號為①②③，由蓋斯定律可知目標熱化學方程式等于①×2+②×-③×，所以反應焓變△H=2×（-393.5 kJ·mol－1）+（-571.6 kJ·mol－1）×-（-2599 kJ·mol－1）×=+226.7 kJ·mol－1。（4）將已知兩個熱化學方程式依次編號為①②，由蓋斯定律，①-②可得：4Al（s）+2Fe2O3═2Al2O3（s）+4Fe（s）△H1-△H2，鋁熱反應為放熱反應，即△H1-△H2<0，所以△H1<△H2，故選B。