Question

19．含碳的化合物能形成上千万种化合物，并且有的物质之间很容易发生转化．请回答下列问题：
（1）有机物M在有光的时候很容易转化成N，其过程如图：

其中较稳定的物质是M，原因是M转化为N为吸热反应，能量升高，M能量低，稳定些．
（2）已知（l）的燃烧热为3267.5kJ•mol^-1，（l）+6O₂（g）═6CO₂（g）+3H₂（g）
△H=a kJ•mol^-1，则a＞-3267.5（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）使Br₂（g）和H₂O（g）在1500℃时与焦炭反应，生成HBr和CO₂，当有1mol Br₂（g）参与反应时释放出125kJ热量，写出该反应的热化学方程式2Br₂（g）+2H₂O（g）+C（s）=4HBr（g）+CO₂（g）△H=-250kJ•mol^-1．
（4）将C（石墨）、Al粉和TiO₂固体在一定比例的条件下，在极高的温度下煅烧，所得物质可作耐高温材料，4Al（s）+3TiO₂（s）+3C（s）═2Al₂O₃（s）+3TiC（s）△H=-1440kJ•mol^-1，则反应过程中，每转移amol电子放出的热量为120akJ（用含a的表达式表示）．
（5）已知：Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H=+490.0kJ•mol^-1
CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-280.0kJ•mol^-1
C（石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-390.5kJ•mol^-1
2Fe₂O₃（s）=4Fe（s）+3O₂（g）△H=+1643.0kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）反应为吸热反应，物质能量越高越活泼，能量越低越稳定；
（2）燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，氢气燃烧放热，放热反应的焓变为负值比较大小，据此分析判断；
（3）1molBr₂参与反应时释放出125KJ热量，则反应2Br₂（g）+2H₂O（g）+C（s）=4HBr（g）+CO₂（g）会放出250KJ的能量，根据热化学方程式的含义和书写方法来回答；
（4）所给反应中转移12个电子，故每转移1mol电子放出的热量为$\frac{1440KJ}{12}$=120kJ；
（5）①Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H=+490.0kJ•mol^-1
②CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-280.0kJ•mol^-1
③C（石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-390.5kJ•mol^-1
依据盖斯定律计算，①+②×3-③×3得到2Fe₂O₃（s）=4Fe（s）+3O₂（g） 反应的焓变．

解答 解：（1），反应为吸热反应，M能量低于N，则M能量低稳定，
故答案为：M转化为N为吸热反应，能量升高，M能量低，稳定些；
（2）已知（l）的燃烧热为3267.5kJ•mol^-1，（l）+$\frac{15}{2}$O₂（g）═6CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-3267.5kJ•mol^-1，
（l）+6O₂（g）═6CO₂（g）+3H₂（g）△H=a kJ•mol^-1，氢气燃烧放热，放热反应的焓变为负值，则a＞-3267.5kJ•mol^-1 ，
故答案为：＞；
（3）1molBr₂参与反应时释放出125kJ热量，则反应2Br₂（g）+2H₂O（g）+C（s）=4HBr（g）+CO₂（g）会放出250KJ的能量，即2Br₂（g）+2H₂O（g）+C（s）=4HBr（g）+CO₂（g）△H=-250kJ•mol^-1，
故答案为：2Br₂（g）+2H₂O（g）+C（s）=4HBr（g）+CO₂（g）△H=-250kJ•mol^-1；
（4）将C（石墨）、Al粉和TiO₂固体在一定比例的条件下，在极高的温度下煅烧，所得物质可作耐高温材料，4Al（s）+3TiO₂（s）+3C（s）═2Al₂O₃（s）+3TiC（s）△H=-1440kJ•mol^-1，所给反应中转移12个电子，故每转移1mol电子放出的热量为$\frac{1440KJ}{12}$=120kJ，则反应过程中，每转移amol电子放出的热量为120a kJ，
故答案为：120a kJ；
（5）①Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H=+490.0kJ•mol^-1
②CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-280.0kJ•mol^-1
③C（石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-390.5kJ•mol^-1
依据盖斯定律计算，（①+②×3-③×3）×2得到：2Fe₂O₃（s）=4Fe（s）+3O₂（g）△H=+1643.0 kJ•mol^-1 ，
故答案为：+1643.0 kJ•mol^-1．

点评 本题考查了化学反应能量变化，燃烧热概念分析判断、热化学方程式计算、氧化还原反应电子转移的计算应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等．