Question

10．（1）在1×10⁵Pa和298K时，将1mol气态AB分子分离成气态A原子和B原子所需要的能量成为键能（kJ•mol^-1）．下面是一些共价键的键能：（已知氨分子中有三个等价的氮氢共价键）

共价键	H-H	N≡N	H-N
键能（kJ•mol-1）	436	945	391

根据表中的数据判断工业合成氨的反应是放热（填“吸热”或“放热”）反应；    在298K时，取1mol氮气和3mol氢气放入一密闭容器中，在催化剂存在下进行反应．可生成0.4mol氨气，则放出（或吸收）的热量为18.6KJ．
（2）下列变化：①碘的升华  ②烧碱熔化  ③氯化钠溶于水  ④氯化氢溶于水
⑤氧气溶于水 ⑥氯化铵受热分解．（本题只填序号）
未发生化学键破坏的是①⑤；仅发生离子键破坏的是②③；
仅发生共价键破坏的是④；既发生离子键又发生共价键破坏的是⑥．
（3）由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验，根据实验现象得出A、B、C、D四种金属的活泼性由强到弱的顺序为D＞A＞B＞C．

装置
现象	金属A不断溶解	C的质量增加	A上有气体产生	金属B不断溶解

（4）若氢气的燃烧过程中，破坏1molH₂中的化学键消耗的能量为Q₁kJ，破坏1molO₂
中的化学键为Q₂kJ，形成1molH₂O中的化学键释放的能量为Q₃．下列关系式正确的是D
A、Q₁+Q₂＞Q₃　　　　　　　　B、Q₁+Q₂＜Q₃
C、2Q₁+Q₂＞2Q₃　　　　　　　D、2Q₁+Q₂＜2Q₃．

Answer 1

分析 （1）根据反应物、生成物键能的相对大小判断该反应是发热反应还是吸热反应；
（2）根据化学反应的反应热知识，反应物与生成物的键能差即为反应焓变，依据热化学方程式定量关系计算热量；
（3）根据是否发生化学反应判断化学键是否被破坏，根据物质中存在的化学键判断破坏的化学键类型；
（4）装置中金属A不断溶解说明该装置构成了原电池，且A失电子发生氧化反应而作负极，B作正极；
C的质量增加，说明C上铜离子得电子发生还原反应，则C作原电池正极，B作负极；
装置中A上有气体产生，说明A上氢离子得电子发生还原反应，则A作原电池正极，D作负极；
装置中金属B不断溶解说明B为负极，C为正极，
作原电池负极的金属活动性大于作正极金属；
（5）化学反应中旧键断裂需要吸收能量，新键形成需要放出能量，化学反应中的反应热△H=反应物总键能-生成物总键能，H-H键的键能为436kJ/mol，O═O键的键能为498kJ/mol，注意氢气在氧气中燃烧，反应热△H＜0，每摩尔H₂O中含有2molH-O键，据此计算．

解答 解：（1）形成化学键放出能量，破坏化学键吸收能量；N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$2NH₃，△H=反应物的键能-生成物的键能=945KJ+3×436-2×3×391KJ=-93KJ＜0，所以该反应是放热反应，
故答案为：放热；
（2）△H=反应物的键能-生成物的键能=945KJ+3×436-2×3×391KJ=-93KJ，N_2（g）+3H_2（g）$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$2NH_3（g），△H=93KJ/mol，在298K时，取1mol氮气和3mol氢气放入一密闭容器中，在催化剂存在下进行反应．可生成0.4mol氨气放出热量=$\frac{93K×0.4mol}{2mol}$=18.6KJ，
故答案为：18.6KJ；
（3）①碘的升华属于物理变化，只是状态发生变化，没有化学键的破坏；
②烧碱熔化中存在离子键，融化烧碱时，阴阳离子间的化学键被破坏，所以破坏的是离子键；
③氯化钠溶于水，在水分子的作用下，氯化钠中的离子键被破坏，所以破坏的是离子键；
④氯化氢溶于水，在水分子的作用下，氯化氢中的共价键被破坏，所以破坏的是共价键；
⑤氧气溶于水，属于物理变化，没有化学键的破坏；
⑥氯化铵受热分解，氯化铵是离子化合物，存在的化学键有离子键、共价键，受热分解时，阴阳离子间的化学键、及铵根离子中的共价键被破坏，所以所以破坏的是离子键、共价键；
故答案为：①⑤；②③；④；⑥．
（4）装置中金属A不断溶解说明A失电子发生氧化反应生成金属阳离子进入溶液而作负极，所以负极电极反应式为A-2e^-═A²⁺，金属性A＞B，
装置中，C的质量增加说明C电极上铜离子得电子发生还原反应，则C作正极，电极反应式为Cu²⁺+2e^-═Cu，说明金属活泼些D＞C，
装置中A上有气体产生，说明A上氢离子得电子发生还原反应而作正极，D作负极，金属性D＞A，
装置中金属B不断溶解说明B为负极，C为正极，金属性B＞C，
通过以上分析知，四种金属活动性强弱顺序是D＞A＞B＞C，
故答案为：D＞A＞B＞C；
（5）破坏1molH-H消耗的能量为Q₁kJ，则H-H键能为Q₁kJ/mol，破坏1molO═O键消耗的能量为Q₂kJ，则O═O键键能为Q₂kJ/mol，
形成1mol水中的化学键释放的能量为Q₃kJ，每摩尔H₂O中含有2molH-O键，1molH-O键释放的能量为 $\frac{1}{2}$Q₃kJ，则H-O键能为$\frac{1}{2}$Q₃kJ/mol，
对于反应2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）反应热△H=反应物的总键能-生成物的总键能，
故：反应热△H=2Q₁kJ/mol+Q₂kJ/mol-4×$\frac{1}{2}$Q₃kJ/mol=（2Q₁+Q₂-2Q₃）KJ/mol，
由于氢气在氧气中燃烧，反应热△H＜0，即（2Q₁+Q₂-2Q₃）＜0，所以2Q₁+Q₂＜2Q₃，
故答案为：D；

点评 本题考查了化学反应能量变化分析和反应热的计算、物质溶解该操作化学键的变化、原电池原理，主要是根据原电池电极上得失电子来判断正负极，一般来说，作原电池负极的金属金属活动性顺序强，题目难度中等．