Question

【题目】已知H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）

反应过程中能量变化如下图：

回答下列问题：

（1）图中a，b分别代表什么意义？

a_______________，b______________________。

（2）该反应是____反应（填“吸热”或“放热”），△H____（填“<0”或“>0”）。

（3）已知下列热化学方程式：

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

写出由C（s）、H2（g）和O2（g）化合生成CH3COOH（l）的热化学方程式__________________。

（4）图甲是一定的温度和压强下N2和H2反应生成1molNH3过程中能量变化示意图，请写出工业合成氨的热化学方程式（ΔH的数值用含字母Q1、Q2的代数式表示）：___________。

（5）科学家寻找高效催化剂实现大气污染物转化：2CO（g）+2NO（g）N2（g）+2CO2（g）△H1

已知：CO的燃烧热△H2＝-283kJ·moL-1。几种化学键的键能数据如下：

化学键	N≡N键	O＝O键	NO键
键能/kJ·moL-1	945	498	630

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

Answer 1

【答案】活化能 反应热 放热 < 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) 分子变成原子时吸收的能量，为正反应的活化能；生成物的总能量与反应物的总能量的差值是该反应的反应热。

(2)最终放热还是吸热取决于反应物和生成物的能量哪个更高，若反应物能量更高，则是放热反应。

(3)已知几个反应的反应热，求另外一个反应的反应热，可利用盖斯定律求解。

(4)可利用图像数据求出生成物与反应物的能量差，即反应热。

(5)求解反应热的常见方法有两种，一是盖斯定律，一是键能。已知几个反应的反应热，求另外一个反应的反应热，就用盖斯定律，已知反应物和生成物的键能，就用键能求反应热。

(1) 分子变成原子时，断键要吸收能量，所以a代表正反应的活化能；生成物的总能量与反应物的总能量的差值是该反应的反应热，所以b代表反应热。

(2)因为生成物能量更低，所以能量减少，所以是放热反应，△H<0；

(3)根据盖斯定律求解，反应2C（s）+2H2（g）+O2（g）═CH3COOH（l），其=870.3kJ/mol+2×（-393.5kJ/mol）+（-571.6kJ/mol）=-488.3 kJ/mol。

(4)根据图可知，反应物的总能量比生成物的总能量高，该反应为放热反应，即生成1molNH3(g)时放出的热量为（Q2-Q1）kJ，所以工业合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) =2(Q1-Q2) kJ/mol

(5) 焓变=反应物键能总和-生成物键能总和，则反应N2（g）+O2（g）=2NO（g）=945kJ/mol+498kJ/mol-630kJ/mol×2=+183 kJ/mol ③，CO的燃烧热为-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。