Question

【題目】研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化有重要意義。請根據(jù)學(xué)過的知識回答下列問題：

（1）已知一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)過程的能量變化如圖所示，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為____________________________________________。

（2）意大利羅馬大學(xué)的Fulvio Cacace等人獲得了極具理論研究意義的N4分子。N4分子結(jié)構(gòu)如下圖所示，已知斷裂1 mol N—N鍵吸收167 kJ熱量，生成1 mol N≡N鍵放出942 kJ熱量。根據(jù)以上信息和數(shù)據(jù)，1mol N4生成N2的ΔH=_________ kJ·mol－1

（3）依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進行推算。298K時，已知：

①C(s,石墨)+O2(g)CO2(g) ΔH1=a kJ·mol-1

②2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH2=b kJ·mol-1

③2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=c kJ·mol-1

則反應(yīng)：2C(s,石墨)+H2(g)C2H2(g) 的焓變ΔH=__________（用含a、b、c的式子表示）。

（4）已知：鋁熱反應(yīng)是放熱反應(yīng)，又知，常溫下：

4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s) ΔH1

4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s) ΔH2

下面關(guān)于ΔH1、ΔH2的比較正確的是____________

A．ΔH1>ΔH2 B．ΔH1<ΔH2 C．ΔH1=ΔH2 D．無法比較

Answer 1

【答案】CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=－41kJ/mol-882(2a＋b/2－c/2)kJ/molB

【解析】

（1）根據(jù)圖像可知反應(yīng)熱＝－41kJ/mol，所以反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO（g）＋H2O（g）＝CO2（g）＋H2（g）△H＝－41kJ/mol；故答案為：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=－41kJ·mol－1；

（2）由題意知，N≡N的鍵能為942kJ/mol，N-N鍵的鍵能為167kJ/mol，1molN4生成N2(g)的反應(yīng)為：N4(g)=2N2(g)，反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能減去生成物的總鍵能，所以反應(yīng)熱△H=6×167kJ/mol -2×942kJ/mol= -882kJ/mol，故答案為：-882；

（3）已知：①C(s，石墨)+O2(g)=CO2(g)△H1=akJmol-1；②2H2(g)+O2(g)=2H2O (l)△H2=bkJmol-1；③2C2H2(g)+5O2(g)═4CO2(g)+2H2O (l)△H2=ckJmol-1；2C(s，石墨)+H2(g)=C2H2(g)的反應(yīng)可以根據(jù)①×2+②×1/2-③×1/2得到，所以反應(yīng)焓變△H=2×a+b×1/2-c×1/2=(2a＋b/2－c/2)kJ/mol；故答案為：(2a＋b/2－c/2)kJ/mol；

（4）4Al(s)+3O2(g)═2Al2O3(s)△H1 ① 4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)△H2 ② 由蓋斯定律①-②，得：4Al(s)+2Fe2O3═2Al2O3(s)+4Fe(s)△H1 -△H2，鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H1 -△H2＜0，所以△H1＜△H2；故答案為：B。