Question

【題目】已知H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）

反應過程中能量變化如下圖：

回答下列問題：

（1）圖中a，b分別代表什么意義？

a_______________，b______________________。

（2）該反應是____反應（填“吸熱”或“放熱”），△H____（填“<0”或“>0”）。

（3）已知下列熱化學方程式：

①CH3COOH（l）＋2O2（g）═2CO2（g）＋2H2O（l） ΔH1＝－870.3kJ/mol

②C（s）＋O2（g）═CO2（g） ΔH2＝－393.5kJ/mol

③H2（g）＋O2（g）═H2O（l） ΔH3＝－285.8kJ/mol

寫出由C（s）、H2（g）和O2（g）化合生成CH3COOH（l）的熱化學方程式__________________。

（4）圖甲是一定的溫度和壓強下N2和H2反應生成1molNH3過程中能量變化示意圖，請寫出工業合成氨的熱化學方程式（ΔH的數值用含字母Q1、Q2的代數式表示）：___________。

（5）科學家尋找高效催化劑實現大氣污染物轉化：2CO（g）+2NO（g）N2（g）+2CO2（g）△H1

已知：CO的燃燒熱△H2＝-283kJ·moL-1。幾種化學鍵的鍵能數據如下：

化學鍵	N≡N鍵	O＝O鍵	NO鍵
鍵能/kJ·moL-1	945	498	630

N2（g）+O2（g）＝2NO（g）△H3＝____________，上述反應的△H1＝_____________。

Answer 1

【答案】活化能 反應熱 放熱 < 2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l) = -488.3kJ/mol N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) =2(Q1-Q2) kJ/mol +183 kJ/mol -749 kJ/mol

【解析】

(1) 分子變成原子時吸收的能量，為正反應的活化能；生成物的總能量與反應物的總能量的差值是該反應的反應熱。

(2)最終放熱還是吸熱取決于反應物和生成物的能量哪個更高，若反應物能量更高，則是放熱反應。

(3)已知幾個反應的反應熱，求另外一個反應的反應熱，可利用蓋斯定律求解。

(4)可利用圖像數據求出生成物與反應物的能量差，即反應熱。

(5)求解反應熱的常見方法有兩種，一是蓋斯定律，一是鍵能。已知幾個反應的反應熱，求另外一個反應的反應熱，就用蓋斯定律，已知反應物和生成物的鍵能，就用鍵能求反應熱。

(1) 分子變成原子時，斷鍵要吸收能量，所以a代表正反應的活化能；生成物的總能量與反應物的總能量的差值是該反應的反應熱，所以b代表反應熱。

(2)因為生成物能量更低，所以能量減少，所以是放熱反應，△H<0；

(3)根據蓋斯定律求解，反應2C（s）+2H2（g）+O2（g）═CH3COOH（l），其=870.3kJ/mol+2×（-393.5kJ/mol）+（-571.6kJ/mol）=-488.3 kJ/mol。

(4)根據圖可知，反應物的總能量比生成物的總能量高，該反應為放熱反應，即生成1molNH3(g)時放出的熱量為（Q2-Q1）kJ，所以工業合成氨的熱化學方程式為N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) =2(Q1-Q2) kJ/mol

(5) 焓變=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和，則反應N2（g）+O2（g）=2NO（g）=945kJ/mol+498kJ/mol-630kJ/mol×2=+183 kJ/mol ③，CO的燃燒熱為-283kJ kJ/mol，即2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566kJ/mol ②，②-③得到2CO（g）+2NO（g）N2（g）+2CO2（g），所以2CO（g）+2NO（g）N2（g）+2CO2（g），△H1=-566kJ/mol-183 kJ/mol =-749 kJ/mol。