12.(2014·运城模拟)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 表示。如图为某反应过程中的能量变化,回答问题。
![]()
(1)图中所示的反应是__________(填“吸热”或“放热”)反应,该反应的ΔH=______(用含E1、E2的代数式表示)。
(2)已知热化学方程式:H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ/mol,该反应的活化能为167.2 kJ/mol,则其逆反应的活化能为__________。
(3)对于同一反应,图中过程(Ⅱ)与过程(Ⅰ)相比,反应速率加快,你认为可能的原因是________________________________________________________________________。
(4)通常把拆开1 mol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表所示:
|
化学键 |
N—H |
N—N |
O===O |
N≡N |
O—H |
|
键能(kJ/mol) |
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____________________________________________________。
解析:(1)根据图像可知,生成物总能量比反应物总能量低,反应为放热反应,ΔH=E2-E1。
(2)逆反应的活化能为167.2 kJ/mol-(-241.8 kJ/mol)=-409.0 kJ/mol。
(3)Ⅱ线和Ⅰ线相比,反应速率加快,反应的活化能降低,可能是加入了催化剂。
(4)反应的化学方程式为N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g),ΔH=E(O—O)+E(N—N)+4E(N—H)-E(N≡N)—4E(O—H)=-577 kJ/mol。
答案:(1)放热 E2-E1 (2)409.0 kJ/mol
(3)加入了催化剂
(4)N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)
ΔH=-577 kJ/mol
10.生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体,其存储能量的能力是CO2的12 000~20 000倍,在大气中的寿命可长达740年之久,表中是几种化学键的键能:
|
化学键 |
N≡N |
F—F |
N—F |
|
1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ |
941.7 |
154.8 |
283.0 |
下列说法中正确的是( )
A.过程N2(g)―→2N(g)放出能量
B.过程N(g)+3F(g)―→NF3(g)放出能量
C.反应N2(g)+3F2(g)===2NF3(g)的ΔH>0
D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,仍可能发生化学反应
解析:选B 化学键的断裂需要吸收能量,化学键的形成要放出能量,两个过程的总体热效应是反应热。断键的过程吸收能量,A错误;成键的过程放出能量,B正确;C项,反应的ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和=941.7 kJ/mol+3×154.8 kJ/mol-6×283.0 kJ/mol=-291.9 kJ/mol,C错误;若NF3吸收能量后没有化学键的断裂与形成,则是物理变化,化学反应过程中必有化学键的断裂与形成,D错误。