Question

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．请认真观察图，然后回答问题．
（1）图中所示的反应是

 

（填“吸热”或“放热”）反应，该反应

 

（填“需要”或“不需要”）加热，该反应的△H=

 

（用含E₁、E₂的代数式表示）．
（2）已知热化学方程式：H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ?mol^-1，该反应的活化能为167.2kJ?mol^-1，则其逆反应的活化能为

 

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（3）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

 

．
（4）你还知道有哪些措施可以使活化分子百分数增大？

 

．
（5）通常把拆开1mol化学键所吸收的热量看成该化学键的键能．已知部分化学键的键能如下：

化学键	N-H	N-N	O═O	N≡N	O-H
键能（kJ?mol-1）	386	167	498	946	460

发射神舟飞船的长征火箭用了肼（N₂H₄，气态）为燃料，试写出它在氧气中燃烧生成了N₂和气态水的热化学方程式

 

．

Answer 1

考点：反应热和焓变

专题：化学反应中的能量变化

分析：（1）依据图象分析反应物的能量大于生成物的能量，反应放热；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能发生化学反应，反应需要能量；反应的焓变=生成物的能量-反应物的能量；
（2）反应的活化能是使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量，依据图象能量关系可知，逆反应的活化能=正反应的活化能+反应的焓变；
（3）对于同一反应，图中虚线（ II）与实线（ I）相比，活化能大大降低，活化分子的百分数增多，反应速率加快，说明反应的活化能降低焓变不变，平衡不动，结合影响所以速率的元素分析判断；
（4）升高温度可以使分子的能量都增大，故活化分子百分数增大；
（5）先写出化学方程式，然后根据焓变=反应物的总键能-生成物的总键能计算焓变．

解答： 解：解：（1）依据图象分析反应物的能量大于生成物的能量，反应放热；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能发生化学反应，反应需要能量；反应的焓变=生成物的能量-反应物的能量，即△H=（E₂-E₁）kJ?mol^-1，
故答案为：放热；需要；（E₂-E₁）kJ?mol^-1；
（2）反应的活化能是使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量，依据图象能量关系可知，逆反应的活化能=正反应的活化能+反应的焓变；H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ?mol^-1，该反应的活化能为167.2kJ?mol^-1，则其逆反应的活化能=167.2KJ/mol+241.8KJ/mol=409.0KJ/mol；
故答案为：409.0KJ/mol；
（3）对于同一反应，图中虚线（ II）与实线（ I）相比，活化能大大降低，活化分子的百分数增多，反应速率加快，说明反应的活化能降低焓变不变，平衡不动，化学反应速率影响因素中，催化剂有此作用，所以最有可能使用了催化剂，故答案为：使用了催化剂；
（4）升高温度可以使分子的能量都增大，故活化分子百分数增大，故答案为：升高温度；
（5）N₂H₄燃烧的化学方程式为N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g），△H=反应物的总键能-生成物的总键能=167 kJ?mol^-1+386 kJ?mol^-1×4+498 kJ?mol^-1-946 kJ?mol^-1-460 kJ?mol^-1×4=-577 kJ?mol^-1，所以N₂H₄燃烧的热化学方程式为N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-577 kJ?mol^-1．
故答案为：N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-577 kJ?mol^-1．

点评：本题考查了化学反应的能量变化与反应的焓变关系的分析判断，反应活化能的判断计算，图象的综合应用，读懂图象，焓变和活化能计算方法的理解是解题的关键．