Question

【題目】（1）已知:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH=-115. 6 kJ·mol-1， H2(g)+Cl2(g)=

2HCl(g)ΔH=-184 kJ·mol-1。

①H2與O2反應(yīng)生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式是___________。

②斷開1 mol H—O鍵所需能量為______ kJ。

③高溫下H2O可分解生成分子或原子。高溫下水分解體系中主要氣體的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。圖中A、B表示的物質(zhì)依次是________，物質(zhì)的量之比為2：1的A、H2化學(xué)能較低的物質(zhì)是________。

（2）已知ΔG=ΔH—T·ΔS。在100 kPa、298. 15 K時石灰石分解反應(yīng)CaCO3(s)= CaO(s)+CO2(g)的ΔH=+178. 3 kJ·mol-1，ΔS=+160. 4 J·mol-1·K-1

①從吉布斯自由能變（ΔG）的角度說明該反應(yīng)高溫下能自發(fā)進(jìn)行的原因___________________。

②則該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的最低溫度為__________K。

Answer 1

【答案】2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)　ΔH=-483.6 kJ·mol-1 462.9 H、O(或氫原子、氧原子) H2 反應(yīng)為吸熱、熵增反應(yīng)，常溫下ΔG>0，反應(yīng)不自發(fā) 1111.6 K

【解析】

Ⅰ①已知:①4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH=-115. 6 kJ·mol-1，②H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH=-184 kJ·mol-1；據(jù)蓋斯定律①+②×2得：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)　ΔH=-483.6 kJ·mol-1 ；綜上所述，本題答案是：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)　ΔH=-483.6 kJ·mol-1。

②反應(yīng)熱=反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量-生成物成鍵放出的總能量，據(jù)已知鍵能,反應(yīng)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)　ΔH=-483.6 kJ·mol-1中有4×436+496-4Q(H-O)=-483.6，所以氫氧鍵的鍵能為462.9 kJ·mol-1；因此，本題正確答案是: 462.9。
③由圖可以知道,水的分解過程中，化學(xué)鍵斷裂先生成H原子與O原子,氫原子結(jié)合生成氫氣,氧原子結(jié)合生成氧氣,由水的分子式可以知道氫原子物質(zhì)的量是氧原子2倍,故A為氫原子、B為氧原子；分子拆成原子要吸收能量，氫原子能量高于氫分子；因此，本題正確答案是: H、O(或氫原子、氧原子)；H2 。

（2）①298.15K時，△H-T△S=+178.3kJ·mol-1-298.15K×160.4×10-3kJ·mol-1·K-1=+130.5kJ·mol-1>0，故常溫下該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行；綜上所述，本題答案是：反應(yīng)為吸熱、熵增反應(yīng)，常溫下ΔG>0，反應(yīng)不自發(fā)。

②當(dāng)△H-T△S=0時，T=ΔH/ΔS=178.3/160.4×10-3= 1111.6 K ，故當(dāng)T>1111.6K時，△H-T△S<0，反應(yīng)才能自發(fā)；綜上所述，本題答案是：1111.6 K。