Question

11．（1）①CaCO₃（s）=CaO（s）+CO₂（g）；△H=177.7kJ/mol
②C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）；△H=-131.3kJ/mol
③$\frac{1}{2}$ H₂SO₄（l）+NaOH（l）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（l）+H₂O（l）；△H=-57.3kJ/mol
④C（s）+O₂（g）=CO₂（g）；△H=-393.5kJ/mol
⑤CO（g）+$\frac{1}{2}$ O₂（g）=CO₂（g）；△H=-283kJ/mol
⑥HNO₃ （aq）+NaOH（aq）=NaNO₃（aq）+H₂O（l）；△H=-57.3kJ/mol
⑦2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）；△H=-517.6kJ/mol
（a）上述熱化學方程式中，不正確的有①②③
（b）根據(jù)上述信息，寫出C轉化為CO的熱化學方程式C（s）+1/2 O₂（g）═CO₂ （g）△H=-110.5kJ/mol．
（2）已知熱化學方程式：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1，該反應的活化能為167.2kJ•mol^-1，則其逆反應的活化能為409.0 kJ•mol^-1
（3）用CH₄催化還原NO_x可以消除氮氧化物的污染．例如：
CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ•mol^-1
CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1 160kJ•mol^-1
若用標準狀況下4.48L CH₄還原NO₂生成N₂，反應中轉移的電子總數(shù)為1.6 N_A（阿伏加德羅常數(shù)用N_A表示），放出的熱量為173.4kJ．

Answer 1

分析 （1）（a）熱化學方程式要標明物質的聚集狀態(tài)，并且焓變的符號和單位要正確，根據(jù)熱化學方程式的書寫方法來回答；
（b）結合化學反應④⑤，利用蓋斯定律來回答；
（2）反應的活化能是使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量，依據(jù)圖象能量關系可知，逆反應的活化能=正反應的活化能+反應的焓變；
（3）已知①CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ•mol^-1，②CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1 160kJ•mol^-1，
利用蓋斯定律$\frac{1}{2}$（①+②）可得：CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），△H=-$\frac{574+1160}{2}$kJ•mol^-1=867kJ•mol^-1，根據(jù)化合價變化計算出反應0.2mol甲烷轉移的電子數(shù)及放出的熱量．

解答 解：（1）（a）根據(jù)熱化學方程式的書寫方法，①②③都是有錯誤的，錯誤之處分別是：①中△H=+177.7/mol，②反應吸熱，△H=+131．KJ/mol，③除H₂O外其它物質的狀態(tài)不是“l(fā)”應為“aq”；
故答案為：①②③；
（b）結合化學反應④⑤，利用蓋斯定律，反應C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）是④-⑤得來，所以焓變△H=（-393.5kJ/mol）-（-283kJ/mol）=-110.5KJ/mol，
故答案為：C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-110.5KJ/mol；
（2）反應的活化能是使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量，依據(jù)圖象能量關系可知，逆反應的活化能=正反應的活化能+反應的焓變；H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1，該反應的活化能為167.2kJ•mol^-1，則其逆反應的活化能=167.2KJ/mol+241.8KJ/mol=409.0KJ/mol，
故答案為：409.0；
（3）已知①CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ•mol^-1，②CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1 160kJ•mol^-1，
利用蓋斯定律$\frac{1}{2}$（①+②）可得：③CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），△H=-$\frac{574+1160}{2}$kJ•mol^-1=-867kJ•mol^-1，
標況下4.48L甲烷的物質的量為：n（CH₄）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，甲烷中碳元素的化合價為-4價，反應產物二氧化碳中C元素化合價為+4價，化合價變化為8，即完全反應1mol甲烷轉移了8mol（8N_A）電子，則反應0.2mol甲烷轉移的電子總數(shù)為：0.2mol×8N_A=1.6N_A；根據(jù)熱化學方程式③可知，完全反應0.2mol甲烷放熱的熱量為：867kJ•mol^-1×0.2mol=173.4kJ，
故答案為：1.6N_A；173.4．

點評 本題考查反應熱以及氧化還原反應的計算，題目難度中等，注意掌握蓋斯定律的含義及熱化學方程式的書寫原則，明確氧化還原反應中電子轉移的計算方法，試題側重于學生的計算能力和分析能力的考查．