Question

【題目】(1)在化學(xué)反應(yīng)中，只有極少數(shù)能量比平均能量高得多的反應(yīng)物分子發(fā)生碰撞時(shí)才可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這些分子稱(chēng)為活化分子，使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其單位通常用kJ/mol表示。請(qǐng)認(rèn)真觀察圖示，然后回答問(wèn)題：

①圖中所示反應(yīng)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，該反應(yīng)________ (填“需要”或“不需要”)加熱，該反應(yīng)的ΔH=________ (用含E1、E2的代數(shù)式表示)。

②已知熱化學(xué)方程式：H2(g)+ O2(g)====H2O(g) ΔH=-241.8 kJ/mol。該反應(yīng)的活化能為167.2 kJ/mol，則其逆反應(yīng)的活化能為_____________。

(2)有一類(lèi)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池，需將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣，兩種反應(yīng)原理是

A.CH3OH(g)+H2O(g)====CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ/mol

B.CH3OH(g)+ O2(g)====CO2(g)+2H2O(g) ΔH=－192.9 kJ/mol

另外H2O(l)====H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol，請(qǐng)寫(xiě)出32 g 的CH3OH(g)完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式______________________。

（3）已知反應(yīng)2HI(g)H2(g)+I2(g)的ΔH=+11 kJ·mol-1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,則1 mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為__kJ。

(4)甲醇既是重要的化工原料,又可作為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇,發(fā)生的主要反應(yīng)如下:

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　 ΔH1

②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH2

③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　 ΔH3

已知反應(yīng)①中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:

由此計(jì)算ΔH1=____kJ·mol-1；已知ΔH2=－58 kJ·mol-1,則ΔH3=____kJ·mol-1。

Answer 1

【答案】放熱 需要 —（E1-E2） 409kJ/mol CH3OH(g)+O2(g)=CO2（g）+ 2H2O（l） ΔH=--280.9kJ/mol 299 -99 +41

【解析】

（1）①根據(jù)圖，反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，即該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)中，只有極少數(shù)能量比平均能量高的的多的反應(yīng)物分子發(fā)生碰撞才可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以反應(yīng)需要能量；反應(yīng)的焓變等于生成物的總能量與反應(yīng)物總能量的差值，即△H=(E2－E1)kJ·mol－1或者為－(E1－E2)kJ·mol－1；

答案為放熱 ；需要；（E2－E1)kJ·mol－1或者為－(E1－E2)kJ·mol－1；

②反應(yīng)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，根據(jù)圖像能量關(guān)系可以知道，逆反應(yīng)的活化能=正反應(yīng)活化能＋反應(yīng)的焓變的絕對(duì)值，即該反應(yīng)的逆反應(yīng)活化能為(241.8kJ·mol－1＋167.2kJ·mol－1)=409kJ·mol－1；

答案為409kJ·mol－1；

（2）甲醇燃燒生成液態(tài)水的方程式為CH3OH＋O2=CO2＋2H2O(l)，CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=－192.9 kJ·mol－1…a，H2O(l)=H2O(g) △H=+44 kJ·mol－1…b，根據(jù)蓋斯定律，推出a－2b得出CH3OH(g)＋O2(g) =CO2(g)＋2H2O(l) △H=(－192.9－2×44)kJ·mol－1=280.9kJ·mol－1；

答案為CH3OH(g)＋O2(g) =CO2(g)＋2H2O(l) △H=280.9kJ·mol－1；

（3）令斷裂1molHI分子中化學(xué)鍵吸收的能量為a，根據(jù)△H=反應(yīng)物鍵能總和－生成物鍵能總和=2×akJ·mol－1－(436kJ·mol－1＋151kJ·mol－1)=11kJ·mol－1，解得a=299；

答案為299；

（4）根據(jù)△H=反應(yīng)物鍵能總和－生成物鍵能總和=1076kJ·mol－1＋2×436kJ·mol－1－(343kJ·mol－1＋3×413kJ·mol－1＋465kJ·mol－1)=－99kJ·mol－1；根據(jù)蓋斯定律，③=②－①，△H3=△H2－△H1=－58kJ·mol－1－(－99kJ·mol－1)=＋41kJ·mol－1；

答案為－99；＋41。