Question

【题目】(1)在微生物作用的条件下，NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。两步反应的能量变化示意图如下：

①第一步反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。

②1 mol NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式：__________________。

(2)在298 K、101 kPa时，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。

则ΔH3与ΔH1和ΔH2之间的关系正确的是___________。

A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2

C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2 D.ΔH3=ΔH1-ΔH2

(3)已知红磷比白磷稳定，则反应P4(白磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s)　ΔH1；P(红磷，s)＋5O2(g)=2P2O5(s)　ΔH2；ΔH1和ΔH2的关系是ΔH1_________ΔH2(填“>”、“<”或“=”)。

(4)已知H2(g)＋Br2(l)=2HBr(g)　ΔH=-72 kJ/mol，蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ，其他相关数据如下表：

物质	H2(g)	Br2(g)	HBr(g)
1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量(kJ)	436	200	a

则表中a=________。

Answer 1

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

【解析】

(1)根据反应物、生成物的能量 判断反应是放热反应还是吸热反应；

由图可知，第一步热化学反应为NH4+(aq)+1.5O2(g)=2H+(aq)+NO2-(aq)+H2O(l)△H=-273kJ/mol①，第二步热化学反应为NO2-(aq)+0.5O2(g)=NO3-(aq)△H=-73kJ/mol②，由盖斯定律书写1mol NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式。

(2)根据盖斯定律，将③-2×②=①，据此分析反应热的关系。

(3)由①P4(白磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H1；②4P(红磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H2；结合盖斯定律可知，②-①得到4P(红磷，s)=P4(白磷，s)，结合红磷比白磷稳定来解答；

(4)焓根据反应热△H=反应物中键能之和-生成物中键能之和，据此分析解答。

(1)由图可知，第一步反应的反应物的能量比生成物的能量高，所以反应发生时放出热量，即第一步反应为放热反应；

第一步热化学反应为NH4+(aq)+1.5O2(g)=2H+(aq)+NO2-(aq)+H2O(l)△H=-273kJ/mol①，第二步热化学反应为NO2-(aq)+0.5O2(g)=NO3-(aq)△H=-73kJ/mol②，由盖斯定律可知①+②得1mol NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式为NH4+(aq)+2O2(g)=2H+(aq)+NO3-(aq)+H2O(l) △H=-346kJ/mol；

(2)根据盖斯定律，将③-2×②可得①，故反应热△H3=△H1+2△H2，故选项A正确；

(3)由①P4(白磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H1；②4P(红磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H2；结合盖斯定律可知，②-①得到4P(红磷，s)=P4(白磷，s)，由于红磷比白磷稳定，物质的能量越低，物质的稳定性就越强，说明红磷能量比白磷低，红磷转化为白磷为吸热反应，△H>0，即△H2-△H1>0，可知△H1<△H2；

(4)蒸发1mol Br2(l)需要吸收的能量为30kJ，结合反应及表格中数据可知，436+(200+30)-2×a=-72，解得a=369。