题目内容

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表示．请认真观察如图，然后回答问题：
（1）图中所示反应是放热（填“吸热”或“放热”）反应，该反应的△H=（E2-E1） kJ/mol（用含E1、E2的代数式表示）．
（2）下列4个反应中符合示意图描述的反应的是C（填代号）．
A．水蒸气与炭反应    B．用水稀释氢氧化钠溶液
C．铝粉与二氧化锰反应   D．灼热的碳与CO2反应
（3）已知热化学方程式：H2（g）+$\frac{1}{2}$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409 kJ/mol．
（4）已知0.5mol CH4（g）与0.5mol 水蒸气在25℃、101kPa时，完全反应生成CO和H2的混合气体，吸收了a kJ热量，该反应的热化学方程式是CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+2akJ/mol．

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，反应的焓变=生成物的能量-反应物的能量；
（2）图示物质反应前后能量变化，反应物能量高于生成物能量，反应是放热反应，据此分析选项中的反应是放热反应的符合；
（3）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；
（4）甲烷和水蒸气之间的反应方程式为：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g），0.5mol甲烷与0.5mol水蒸气在t℃、p kPa时，完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了a kJ热量，所以1mol甲烷与1mol水蒸气在t℃、p kPa时，完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了2a kJ热量．

解答 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；（E2-E1）kJ•mol-1；
（2）图示物质反应前后能量变化礼服业务能量高于生成物反应是放热反应，
A．水蒸气与炭反应需要高温进行，反应是吸热反应，故A不符合；
B．用水稀释氢氧化钠溶液过程中溶液温度变化不大，不是化学反应，故B不符合；
C．铝粉与二氧化锰反应，引发后反应继续进行为放热反应，故C符合；
D．灼热的碳与CO2反应属于吸热反应，故D不符合；
故答案为：C．
（3）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）+$\frac{1}{2}$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；
（4）甲烷和水蒸气之间的反应方程式为：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g），0.5mol甲烷与0.5mol水蒸气在t℃、p kPa时，完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了a kJ热量，所以1mol甲烷与1mol水蒸气在t℃、p kPa时，完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了2a kJ热量，热化学方程式为：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g），△H=+2akJ/mol，
故答案为：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+2akJ/mol．

点评 本题考查了热化学方程式书写，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，题目难度不大．

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