Question

【題目】在化學反應中，只有極少數(shù)能量比平均能量高得多的反應物分子發(fā)生碰撞時才可能發(fā)生化學反應，這些分子被稱為活化分子。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。請認真觀察如圖，然后回答問題。

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

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

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

(4)碳燃燒的熱化學方程式為： C(s)+O2(g)=CO2(g)；△H= -393.5kJ/mol試通過計算說明等質量的氫氣和碳燃燒時產(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)反應物、生成物的能量高低判斷反應的熱效應；任何反應發(fā)生都需在一定條件下才可以進行；根據(jù)反應物、生成物的能量差判斷反應的熱效應；

(2)反應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)圖象能量關系可知，逆反應的活化能=正反應的活化能+反應的焓變；

(3)根據(jù)燃燒熱的含義計算反應熱，然后書寫表示燃燒熱的熱化學方程式；

(4)計算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)圖示可知反應物的總能量比生成物的總能量高，所以該反應是放熱反應；任何化學反應發(fā)生，需要斷裂反應物化學鍵，這時需要吸收能量；因此即使是放熱反應，也需要加熱補充能量才可以進行；產(chǎn)生的單個原子重新化合形成生成物，形成生成物的化學鍵，會釋放能量。根據(jù)圖示可知：反應物的能量高于生成物的能量，所以該反應的△H=-(E1-E2)；

(2)反應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)圖象能量關系可知，逆反應的活化能=正反應的活化能+反應的焓變；H2(g)+O2(g)=H2O(g)；△H =-241.8 kJ·mol-1，該反應的活化能為167.2 kJ·mol-1，則其逆反應的活化能為167.2kJ/mol+241.8kJ/mol=409.0kJ/mol；

(3)4克H2的物質的量是2mol，2molH2完全燃燒生成液態(tài)水時放熱為571.6kJ，則1mol H2完全燃燒生成液態(tài)水時放熱為285.8kJ，則表示H2燃燒熱的熱化學方程式為：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，所以等質量的氫氣和碳燃燒時產(chǎn)生熱量的比是142.9kJ：32.79kJ=4.36 ：1。