Question

(共10分)
（1）在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·mol^-1表示。请认真观察下图，然后回答问题。

①图中所示反应是        (填“吸热”或“放热”)反应，该反应      (填“需要”、“不需要”或“不一定”)加热，该反应的△H =            (用含E₁、E₂的代数式表示）。
②对于同一反应，图中虚线（Ⅱ）与实线（Ⅰ）相比，活化能大大降低，活化分子百分数增多，反应速率加快，你认为最可能的原因是____________________________________。
（2）把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径Ⅰ　①C(s)＋O₂(g) === CO₂(g)　ΔH₁<0
途径Ⅱ　先制水煤气：②C(s)＋H₂O(g) === CO(g)＋H₂(g)　ΔH₂>0
再燃烧水煤气：
③2CO(g)＋O₂(g) === 2CO₂(g)　ΔH₃<0          ④2H₂(g)＋O₂(g) === 2H₂O(g)　ΔH₄<0
请回答下列问题：
①判断两种途径放热：途径Ⅰ放出的热量________途径Ⅱ放出的热量(填“大于”、“等于”或“小于”)。
②ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃、ΔH₄的数学关系是_________________________________。
③由于制取水煤气的反应里，反应物具有的总能量________(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量，那么在化学反应时，反应物就需要________能量才能转化为生成物，因此其反应条件为________。
(3)已知：Fe₂O₃(s)＋3CO(g) === 2Fe(s)＋3CO₂(g)   ΔH₁＝－25 kJ·mol^－1      ①
3Fe₂O₃(s)＋CO(g) === 2Fe₃O₄(s)＋CO₂(g)  ΔH₂＝－47 kJ·mol^－1   ②
Fe₃O₄(s)＋CO(g) === 3FeO(s)＋CO₂(g)   ΔH₃＝＋19 kJ·mol^－1     ③
请写出CO还原FeO的热化学方程式：______________________________________。

Answer 1

（1）①放热；     不一定；     - (E₁ - E₂) kJ·mol^-1   ②使用了催化剂。
（2）①等于   ②ΔH₁＝ΔH₂＋1/2 (ΔH₃＋ΔH₄)  ③小于　吸收　高温
(3)FeO(s)＋CO(g)=   ==      Fe(s)＋CO₂(g)   ΔH＝－11 kJ·mol^－1

（1）①由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以为放热反应，反应的△H = —(E₁ - E₂) kJ·mol^-1，至于是否需要加热，不可而知；
②使用了催化剂，可使活化能大大降低，活化分子百分数增多，反应速率加快
（2）本题可用盖斯定律进行解释。途径I可看作是途径II的总反应，即①=②+（③+④）/2；
（3）同样依据盖斯定律：（①×3－②－③×2）/6可得到：FeO(s)＋CO(g)==Fe(s)＋CO₂(g)  ΔH ＝－11 kJ·mol^－1