Question

3．（1）化學(xué)反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過(guò)程．化學(xué)鍵的鍵能是形成（或拆開）1mol化學(xué)鍵時(shí)釋放（或吸收）的能量．已知：N≡N鍵的鍵能是948.9kJ•mol^-1，H-H鍵的鍵能是436.0kJ•mol^-1；由N₂和H₂合成1mol NH₃時(shí)可放出46.2kJ的熱量．N-H鍵的鍵能是391.6kJ•mol^-1
（2）由氫氣和氧氣反應(yīng)生成1mol水蒸氣，放熱241.8KJ．寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：①H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol．
已知常溫下NO與O₂反應(yīng)生成1molNO₂的焓變?yōu)?57.07KJ，1molNO₂與H₂O反應(yīng)生成HNO₃溶液和NO的焓變?yōu)?46KJ，寫出NO與O₂及水生成HNO₃溶液的熱化學(xué)方程式②4NO（g）+3O₂（g）+2H₂O（g）=4HNO₃（aq）△H=-618.42KJ/mol，．
（3）某溫度下純水中的c（H⁺）=2×10^-7mol/L，則此時(shí)c（OH^-）=2×10^-7mol/L，該純水的pH＜7（填“＞7”、“＜7”、“=7”）．若溫度不變，滴入稀硫酸使c（H⁺）=5×10^-6mol/L，則c（OH^-）=8×10^-9mol/．
（4）（3分）納米MgO可用于尿素與氯化鎂合成．某小組研究該反應(yīng)在溫度為378～398K時(shí)的反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物配比等因素對(duì)其產(chǎn)率的影響．請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表：

編號(hào)	溫度/K	反應(yīng)時(shí)間/h	反應(yīng)物物質(zhì)的量配比	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>
①	378	3	3：1	實(shí)驗(yàn)②和④探究溫度對(duì)產(chǎn)率的影響 實(shí)驗(yàn)②和③探究反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響
②	378	4	4：1
③	378	3	4：1
④	398	4	4：1

Answer 1

分析 （1）由△H=反應(yīng)物的鍵能-生成物的鍵能解答；
（2）根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫原則寫出氫氣燃燒生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式；先寫出常溫下NO與O₂反應(yīng)生成1molNO₂的焓變?yōu)?57.07KJ，1molNO₂與H₂O反應(yīng)生成HNO₃溶液和NO的焓變?yōu)?46KJ的熱化學(xué)方程式，結(jié)合蓋斯定律計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式；
（3）純水中電離出的氫離子濃度和氫氧根離子濃度相同，PH=-lgc（H⁺），溫度不變Kw不變，某溫度下純水中的c（H⁺）=2×10^-7mol/L，Kw=2×10^-7mol/L×2×10^-7mol/L=4×10^-14（mol/L）²，Kw=c（H⁺）c（OH^-）計(jì)算得到；
（4）實(shí)驗(yàn)根據(jù)控制變量法進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，研究溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物配比對(duì)氧化鎂產(chǎn)率的影響，根據(jù)控制變量法進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，研究溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物配比對(duì)氧化鎂產(chǎn)率，分析對(duì)比實(shí)驗(yàn)的變量不同進(jìn)行解答．

解答 解：（1）據(jù)題意，0.5mol氮?dú)夂?.5mol氫氣反應(yīng)生成1mol氨氣時(shí)放出46.2KJ的熱量，又△H=反應(yīng)物的鍵能-生成物的鍵能，1mol氨氣中有3molN-H鍵，設(shè)其鍵能為x，則有0.5×948.9+1.5×436.0-3x=-46.2，
可解得x=391.6，所以N-H鍵的鍵能為391.6kJ/mol，
故答案為：391.6 kJ•mol^-1；
（2）氫氣和氧氣反應(yīng)生成1mol水蒸氣放熱241.8kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol，常溫下NO與O₂反應(yīng)生成1molNO₂的焓變?yōu)?57.07KJ，熱化學(xué)方程式為：NO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=NO₂（g）△H=-57.07KJ/mol ①，1molNO₂與H₂O反應(yīng)生成HNO₃溶液和NO的焓變?yōu)?46KJ，NO₂（g）+$\frac{1}{3}$H₂O（l）=$\frac{2}{3}$HNO₃（aq）+$\frac{1}{3}$NO（g），△H=-46KJ/mol ②，依據(jù)蓋斯定律（①+②）×6得到熱化學(xué)方程式：4NO（g）+3O₂（g）+2H₂O（g）=4HNO₃（aq）△H=-618.42KJ/mol，
故答案為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol，4NO（g）+3O₂（g）+2H₂O（g）=4HNO₃（aq）△H=-618.42KJ/mol；
（3）純水中 C（OH^-）=C（H⁺）=2×10^-7 mol/L  Kw=C（H⁺）•C（OH^-）=2×10^-7×2×10^-7=4×10^-14，水呈中性，PH＜7，若溫度不變，滴入稀硫酸使c（H⁺）=5×10^-6mol/L，C（OH^-）=$\frac{Kw}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{4×1{0}^{-14}}{5×1{0}^{-6}}$=8×10^-9 mol/L，
故答案為：2×10^-7，＜7，8×10^-9；
（4）實(shí)驗(yàn)根據(jù)控制變量法進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，研究溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物配比對(duì)氧化鎂產(chǎn)率的影響．
實(shí)驗(yàn)①和③，溫度相同，反應(yīng)時(shí)間相同，應(yīng)研究反應(yīng)物配比對(duì)氧化鎂產(chǎn)率的影響，③中反應(yīng)物配比應(yīng)為4：1；
實(shí)驗(yàn)②和④，反應(yīng)時(shí)間相同，反應(yīng)物配比相同，溫度不同，應(yīng)是探究溫度對(duì)產(chǎn)率的影響；
③中反應(yīng)物配比應(yīng)為4：1，實(shí)驗(yàn)②和③，溫度相同、反應(yīng)物配比相同，反應(yīng)時(shí)間不同，探究反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響．
故答案為：4：1；溫度對(duì)產(chǎn)率的影響；③；

點(diǎn)評(píng) 本題考查根據(jù)鍵能來(lái)計(jì)算化學(xué)反應(yīng)焓變的方法、熱化學(xué)方程式書寫、水的電離平衡、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖象的分析以及獲取信息能力等，難度中等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與綜合運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力．