Question

10．（1）在1×10⁵Pa和298K時，將1mol氣態(tài)AB分子分離成氣態(tài)A原子和B原子所需要的能量成為鍵能（kJ•mol^-1）．下面是一些共價鍵的鍵能：（已知氨分子中有三個等價的氮?dú)涔矁r鍵）

共價鍵	H-H	N≡N	H-N
鍵能（kJ•mol-1）	436	945	391

根據(jù)表中的數(shù)據(jù)判斷工業(yè)合成氨的反應(yīng)是放熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)；    在298K時，取1mol氮?dú)夂?mol氫氣放入一密閉容器中，在催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng)．可生成0.4mol氨氣，則放出（或吸收）的熱量為18.6KJ．
（2）下列變化：①碘的升華  ②燒堿熔化  ③氯化鈉溶于水  ④氯化氫溶于水
⑤氧氣溶于水 ⑥氯化銨受熱分解．（本題只填序號）
未發(fā)生化學(xué)鍵破壞的是①⑤；僅發(fā)生離子鍵破壞的是②③；
僅發(fā)生共價鍵破壞的是④；既發(fā)生離子鍵又發(fā)生共價鍵破壞的是⑥．
（3）由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進(jìn)行實(shí)驗，根據(jù)實(shí)驗現(xiàn)象得出A、B、C、D四種金屬的活潑性由強(qiáng)到弱的順序為D＞A＞B＞C．

裝置
現(xiàn)象	金屬A不斷溶解	C的質(zhì)量增加	A上有氣體產(chǎn)生	金屬B不斷溶解

（4）若氫氣的燃燒過程中，破壞1molH₂中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q₁kJ，破壞1molO₂
中的化學(xué)鍵為Q₂kJ，形成1molH₂O中的化學(xué)鍵釋放的能量為Q₃．下列關(guān)系式正確的是D
A、Q₁+Q₂＞Q₃　　　　　　　　B、Q₁+Q₂＜Q₃
C、2Q₁+Q₂＞2Q₃　　　　　　　D、2Q₁+Q₂＜2Q₃．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)物、生成物鍵能的相對大小判斷該反應(yīng)是發(fā)熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)；
（2）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱知識，反應(yīng)物與生成物的鍵能差即為反應(yīng)焓變，依據(jù)熱化學(xué)方程式定量關(guān)系計算熱量；
（3）根據(jù)是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)判斷化學(xué)鍵是否被破壞，根據(jù)物質(zhì)中存在的化學(xué)鍵判斷破壞的化學(xué)鍵類型；
（4）裝置中金屬A不斷溶解說明該裝置構(gòu)成了原電池，且A失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負(fù)極，B作正極；
C的質(zhì)量增加，說明C上銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則C作原電池正極，B作負(fù)極；
裝置中A上有氣體產(chǎn)生，說明A上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則A作原電池正極，D作負(fù)極；
裝置中金屬B不斷溶解說明B為負(fù)極，C為正極，
作原電池負(fù)極的金屬活動性大于作正極金屬；
（5）化學(xué)反應(yīng)中舊鍵斷裂需要吸收能量，新鍵形成需要放出能量，化學(xué)反應(yīng)中的反應(yīng)熱△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能，H-H鍵的鍵能為436kJ/mol，O═O鍵的鍵能為498kJ/mol，注意氫氣在氧氣中燃燒，反應(yīng)熱△H＜0，每摩爾H₂O中含有2molH-O鍵，據(jù)此計算．

解答 解：（1）形成化學(xué)鍵放出能量，破壞化學(xué)鍵吸收能量；N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$2NH₃，△H=反應(yīng)物的鍵能-生成物的鍵能=945KJ+3×436-2×3×391KJ=-93KJ＜0，所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，
故答案為：放熱；
（2）△H=反應(yīng)物的鍵能-生成物的鍵能=945KJ+3×436-2×3×391KJ=-93KJ，N_2（g）+3H_2（g）$\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$2NH_3（g），△H=93KJ/mol，在298K時，取1mol氮?dú)夂?mol氫氣放入一密閉容器中，在催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng)．可生成0.4mol氨氣放出熱量=$\frac{93K×0.4mol}{2mol}$=18.6KJ，
故答案為：18.6KJ；
（3）①碘的升華屬于物理變化，只是狀態(tài)發(fā)生變化，沒有化學(xué)鍵的破壞；
②燒堿熔化中存在離子鍵，融化燒堿時，陰陽離子間的化學(xué)鍵被破壞，所以破壞的是離子鍵；
③氯化鈉溶于水，在水分子的作用下，氯化鈉中的離子鍵被破壞，所以破壞的是離子鍵；
④氯化氫溶于水，在水分子的作用下，氯化氫中的共價鍵被破壞，所以破壞的是共價鍵；
⑤氧氣溶于水，屬于物理變化，沒有化學(xué)鍵的破壞；
⑥氯化銨受熱分解，氯化銨是離子化合物，存在的化學(xué)鍵有離子鍵、共價鍵，受熱分解時，陰陽離子間的化學(xué)鍵、及銨根離子中的共價鍵被破壞，所以所以破壞的是離子鍵、共價鍵；
故答案為：①⑤；②③；④；⑥．
（4）裝置中金屬A不斷溶解說明A失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成金屬陽離子進(jìn)入溶液而作負(fù)極，所以負(fù)極電極反應(yīng)式為A-2e^-═A²⁺，金屬性A＞B，
裝置中，C的質(zhì)量增加說明C電極上銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則C作正極，電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-═Cu，說明金屬活潑些D＞C，
裝置中A上有氣體產(chǎn)生，說明A上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)而作正極，D作負(fù)極，金屬性D＞A，
裝置中金屬B不斷溶解說明B為負(fù)極，C為正極，金屬性B＞C，
通過以上分析知，四種金屬活動性強(qiáng)弱順序是D＞A＞B＞C，
故答案為：D＞A＞B＞C；
（5）破壞1molH-H消耗的能量為Q₁kJ，則H-H鍵能為Q₁kJ/mol，破壞1molO═O鍵消耗的能量為Q₂kJ，則O═O鍵鍵能為Q₂kJ/mol，
形成1mol水中的化學(xué)鍵釋放的能量為Q₃kJ，每摩爾H₂O中含有2molH-O鍵，1molH-O鍵釋放的能量為 $\frac{1}{2}$Q₃kJ，則H-O鍵能為$\frac{1}{2}$Q₃kJ/mol，
對于反應(yīng)2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）反應(yīng)熱△H=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能，
故：反應(yīng)熱△H=2Q₁kJ/mol+Q₂kJ/mol-4×$\frac{1}{2}$Q₃kJ/mol=（2Q₁+Q₂-2Q₃）KJ/mol，
由于氫氣在氧氣中燃燒，反應(yīng)熱△H＜0，即（2Q₁+Q₂-2Q₃）＜0，所以2Q₁+Q₂＜2Q₃，
故答案為：D；

點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)反應(yīng)能量變化分析和反應(yīng)熱的計算、物質(zhì)溶解該操作化學(xué)鍵的變化、原電池原理，主要是根據(jù)原電池電極上得失電子來判斷正負(fù)極，一般來說，作原電池負(fù)極的金屬金屬活動性順序強(qiáng)，題目難度中等．