Question

7．在化學(xué)反應(yīng)中，只有極少數(shù)分子的能量比所有分子的平均能量高得多，只有這些高能量的分子發(fā)生碰撞時才可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，人們把這些高能量的分子稱為活化分子，其他分子成為普通分子．把活化分子的平均能量與反應(yīng)物分子的平均能量之間的差值叫活化能，單位為kJ/mol．請認(rèn)真觀察如圖后回答問題．
（1）圖中所示的反應(yīng)是放熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)，該反應(yīng)的△H=E₂-E₁kJ/mol（用含E₁、E₂的代數(shù)式表示）．
（2）對于同一反應(yīng)，圖中虛線（Ⅱ）與實線（Ⅰ）相比，活化能明顯降低，活化分子百分?jǐn)?shù)增多，反應(yīng)速率加快，你認(rèn)為最有可能的原因是使用了催化劑．
（3）0.01mol甲苯（分子式為C₇H₈，常溫下為液態(tài)）在足量的O₂中燃燒，生成CO₂氣體和液態(tài)水，放出39.43kJ的熱量．該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：C₇H₈（l）+9O₂（g）=7CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-3943 kJ/mol．
（4）將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣（CO和H₂的混合氣體）是通過化學(xué)方法將煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料的方法之一．煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）；焓變?yōu)椤鱄₁．
已知：①2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）；△H₂=-483.6kJ/mol
②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）；△H₃=-221.0kJ/mol結(jié)合上述熱化學(xué)方程式計算得出△H₁=+131.3kJ/mol
（5）計算△H₁時所用到的基本化學(xué)規(guī)律叫做蓋斯定律．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)圖象分析反應(yīng)物的能量大于生成物的能量，反應(yīng)放熱；反應(yīng)的焓變=生成物的能量-反應(yīng)物的能量；
（2）催化劑可降低反應(yīng)的活化能；
（3）計算1mol甲苯燃燒放出的熱量，結(jié)合化學(xué)方程式書寫熱化學(xué)方程式．注意物質(zhì)的聚集狀態(tài)和反應(yīng)熱的單位等問題；
（4）利用蓋斯定律，將$\frac{②-①}{2}$可得△H₁；
（5）蓋斯定律：不論是一步完成的還是幾步完成的，其熱效應(yīng)總是相同的（反應(yīng)熱的總值相等）及其正逆反應(yīng)的焓變數(shù)值相同符號相反．

解答 解：（1）依據(jù)圖象分析反應(yīng)物的能量大于生成物的能量，反應(yīng)放熱；反應(yīng)的焓變=生成物的能量-反應(yīng)物的能量，即△H=（E₂-E₁）kJ•mol^-1，
故答案為：放熱；E₂-E₁；
（2）對于同一反應(yīng)，圖中虛線（ II）與實線（ I）相比，活化能大大降低，活化分子的百分?jǐn)?shù)增多，反應(yīng)速率加快，說明反應(yīng)的活化能降低焓變不變，平衡不動，化學(xué)反應(yīng)速率影響因素中，催化劑有此作用，所以最有可能使用了催化劑，
故答案為：使用了催化劑；
（3）0.01mol甲苯（分子式為C₇H₈，常溫下為液態(tài)）在足量的O₂中燃燒，生成CO₂氣體和液態(tài)水，放出39.43kJ的熱量，1mol甲苯（分子式為C₇H₈，常溫下為液態(tài)）在足量的O₂中燃燒，生成CO₂氣體和液態(tài)水，放出3943kJ的熱量，則熱化學(xué)方程式為：C₇H₈（l）+9O₂（g）=7CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-3943 kJ/mol，
故答案為：C₇H₈（l）+9O₂（g）=7CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-3943 kJ/mol；
（4）已知：①2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）；△H₂=-483.6kJ•mol^-1
②2C（s）+O₂（g）=2CO（g）；△H₃=-221.0kJ•mol^-1
為求C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）；△H₁的反應(yīng)熱，可用蓋斯定律將$\frac{②-①}{2}$可得：
△H₁=$\frac{483.6kJ/mol-221.0kJ/mol}{2}$=+131.3kJ/mol，
故答案為：+131.3；
（5）計算△H₁時，將$\frac{②-①}{2}$可得△H₁，其熱效應(yīng)總是相同的，為蓋斯定律，故答案為：蓋斯．

點評 本題考查了化學(xué)反應(yīng)的能量變化與反應(yīng)的焓變關(guān)系的分析判斷，反應(yīng)活化能的判斷計算，圖象的綜合應(yīng)用，為高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，讀懂圖象，焓變和活化能計算方法的理解以及明確熱化學(xué)方程式的書寫方法是解題關(guān)鍵，注意把握蓋斯定律的含義，題目難度中等．