Question

【題目】(1)在微生物作用的條件下，NH4+經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO3-。兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下：

①第一步反應(yīng)是________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。

②1 mol NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的熱化學(xué)方程式：__________________。

(2)在298 K、101 kPa時，已知：2H2O(g)=O2(g)+2H2(g)　ΔH1；

Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g)　 ΔH2；

2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g)　ΔH3。

則ΔH3與ΔH1和ΔH2之間的關(guān)系正確的是___________。

A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2

C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2 D.ΔH3=ΔH1-ΔH2

(3)已知紅磷比白磷穩(wěn)定，則反應(yīng)P4(白磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s)　ΔH1；P(紅磷，s)＋5O2(g)=2P2O5(s)　ΔH2；ΔH1和ΔH2的關(guān)系是ΔH1_________ΔH2(填“>”、“<”或“=”)。

(4)已知H2(g)＋Br2(l)=2HBr(g)　ΔH=-72 kJ/mol，蒸發(fā)1 mol Br2(l)需要吸收的能量為30 kJ，其他相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

物質(zhì)	H2(g)	Br2(g)	HBr(g)
1 mol分子中的化學(xué)鍵斷裂時需要吸收的能量(kJ)	436	200	a

則表中a=________。

Answer 1

【答案】放熱 NH4+(aq)+2O2(g)=2H+(aq)+H2O(l)+NO3-(aq)ΔH=-346 kJ/mol A < 369

【解析】

(1)根據(jù)反應(yīng)物、生成物的能量 判斷反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)；

由圖可知，第一步熱化學(xué)反應(yīng)為NH4+(aq)+1.5O2(g)=2H+(aq)+NO2-(aq)+H2O(l)△H=-273kJ/mol①，第二步熱化學(xué)反應(yīng)為NO2-(aq)+0.5O2(g)=NO3-(aq)△H=-73kJ/mol②，由蓋斯定律書寫1mol NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的熱化學(xué)方程式。

(2)根據(jù)蓋斯定律，將③-2×②=①，據(jù)此分析反應(yīng)熱的關(guān)系。

(3)由①P4(白磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H1；②4P(紅磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H2；結(jié)合蓋斯定律可知，②-①得到4P(紅磷，s)=P4(白磷，s)，結(jié)合紅磷比白磷穩(wěn)定來解答；

(4)焓根據(jù)反應(yīng)熱△H=反應(yīng)物中鍵能之和-生成物中鍵能之和，據(jù)此分析解答。

(1)由圖可知，第一步反應(yīng)的反應(yīng)物的能量比生成物的能量高，所以反應(yīng)發(fā)生時放出熱量，即第一步反應(yīng)為放熱反應(yīng)；

第一步熱化學(xué)反應(yīng)為NH4+(aq)+1.5O2(g)=2H+(aq)+NO2-(aq)+H2O(l)△H=-273kJ/mol①，第二步熱化學(xué)反應(yīng)為NO2-(aq)+0.5O2(g)=NO3-(aq)△H=-73kJ/mol②，由蓋斯定律可知①+②得1mol NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的熱化學(xué)方程式為NH4+(aq)+2O2(g)=2H+(aq)+NO3-(aq)+H2O(l) △H=-346kJ/mol；

(2)根據(jù)蓋斯定律，將③-2×②可得①，故反應(yīng)熱△H3=△H1+2△H2，故選項A正確；

(3)由①P4(白磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H1；②4P(紅磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H2；結(jié)合蓋斯定律可知，②-①得到4P(紅磷，s)=P4(白磷，s)，由于紅磷比白磷穩(wěn)定，物質(zhì)的能量越低，物質(zhì)的穩(wěn)定性就越強，說明紅磷能量比白磷低，紅磷轉(zhuǎn)化為白磷為吸熱反應(yīng)，△H>0，即△H2-△H1>0，可知△H1<△H2；

(4)蒸發(fā)1mol Br2(l)需要吸收的能量為30kJ，結(jié)合反應(yīng)及表格中數(shù)據(jù)可知，436+(200+30)-2×a=-72，解得a=369。