Question

【題目】在化學(xué)反應(yīng)中，只有極少數(shù)能量比平均能量高得多的反應(yīng)物分子發(fā)生碰撞時(shí)才可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這些分子被稱(chēng)為活化分子。使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其單位通常用kJ·mol-1表示。請(qǐng)認(rèn)真觀察如圖，然后回答問(wèn)題。

(1)圖中所示反應(yīng)是_________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，該反應(yīng)_________(填“需要”或“不需要”)加熱，該反應(yīng)的△H =___________(用含E1、E2的代數(shù)式表示)。

(2)已知熱化學(xué)方程式：H2(g)+O2(g)=H2O(g)；△H =-241.8 kJ·mol-1，該反應(yīng)的活化能為167.2 kJ·mol-1，則其逆反應(yīng)的活化能為____________________。

(3)已知4克H2燃燒生成液態(tài)水時(shí)放熱為571.6kJ，試寫(xiě)出表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：_________

(4)碳燃燒的熱化學(xué)方程式為： C(s)+O2(g)=CO2(g)；△H= -393.5kJ/mol試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明等質(zhì)量的氫氣和碳燃燒時(shí)產(chǎn)生熱量的比是_____________.

Answer 1

【答案】放熱 需要 -(E1-E2) 409.0 kJ· mol－1 H2 (g) +O2 (g)= H2O (l) ；△H= -285.8kJ/mol 4.36 ：1

【解析】

(1)根據(jù)反應(yīng)物、生成物的能量高低判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)；任何反應(yīng)發(fā)生都需在一定條件下才可以進(jìn)行；根據(jù)反應(yīng)物、生成物的能量差判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)；

(2)反應(yīng)的活化能是使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量，依據(jù)圖象能量關(guān)系可知，逆反應(yīng)的活化能=正反應(yīng)的活化能+反應(yīng)的焓變；

(3)根據(jù)燃燒熱的含義計(jì)算反應(yīng)熱，然后書(shū)寫(xiě)表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式；

(4)計(jì)算1gC、H2燃燒產(chǎn)生的熱量，然后再比較其比值的大小。

(1)根據(jù)圖示可知反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量高，所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng)；任何化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，需要斷裂反應(yīng)物化學(xué)鍵，這時(shí)需要吸收能量；因此即使是放熱反應(yīng)，也需要加熱補(bǔ)充能量才可以進(jìn)行；產(chǎn)生的單個(gè)原子重新化合形成生成物，形成生成物的化學(xué)鍵，會(huì)釋放能量。根據(jù)圖示可知：反應(yīng)物的能量高于生成物的能量，所以該反應(yīng)的△H=-(E1-E2)；

(2)反應(yīng)的活化能是使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量，依據(jù)圖象能量關(guān)系可知，逆反應(yīng)的活化能=正反應(yīng)的活化能+反應(yīng)的焓變；H2(g)+O2(g)=H2O(g)；△H =-241.8 kJ·mol-1，該反應(yīng)的活化能為167.2 kJ·mol-1，則其逆反應(yīng)的活化能為167.2kJ/mol+241.8kJ/mol=409.0kJ/mol；

(3)4克H2的物質(zhì)的量是2mol，2molH2完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放熱為571.6kJ，則1mol H2完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放熱為285.8kJ，則表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：H2 (g) +O2 (g)= H2O (l)；△H= -285.8kJ/mol；

(4) 4克H2燃燒生成液態(tài)水時(shí)放熱為571.6kJ，則1gH2燃燒放出的熱量是Q(H2)= 571.6kJ÷4=142.9kJ；根據(jù)C(s)+O2(g)=CO2(g)；△H= -393.5kJ/mol可知1gC完全燃燒放出的熱量是Q(C)=32.79kJ，所以等質(zhì)量的氫氣和碳燃燒時(shí)產(chǎn)生熱量的比是142.9kJ：32.79kJ=4.36 ：1。