Question

11．（1）①CaCO₃（s）=CaO（s）+CO₂（g）；△H=177.7kJ/mol
②C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）；△H=-131.3kJ/mol
③$\frac{1}{2}$ H₂SO₄（l）+NaOH（l）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（l）+H₂O（l）；△H=-57.3kJ/mol
④C（s）+O₂（g）=CO₂（g）；△H=-393.5kJ/mol
⑤CO（g）+$\frac{1}{2}$ O₂（g）=CO₂（g）；△H=-283kJ/mol
⑥HNO₃ （aq）+NaOH（aq）=NaNO₃（aq）+H₂O（l）；△H=-57.3kJ/mol
⑦2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）；△H=-517.6kJ/mol
（a）上述熱化學(xué)方程式中，不正確的有①②③
（b）根據(jù)上述信息，寫出C轉(zhuǎn)化為CO的熱化學(xué)方程式C（s）+1/2 O₂（g）═CO₂ （g）△H=-110.5kJ/mol．
（2）已知熱化學(xué)方程式：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1，該反應(yīng)的活化能為167.2kJ•mol^-1，則其逆反應(yīng)的活化能為409.0 kJ•mol^-1
（3）用CH₄催化還原NO_x可以消除氮氧化物的污染．例如：
CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ•mol^-1
CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1 160kJ•mol^-1
若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L CH₄還原NO₂生成N₂，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為1.6 N_A（阿伏加德羅常數(shù)用N_A表示），放出的熱量為173.4kJ．

Answer 1

分析 （1）（a）熱化學(xué)方程式要標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)，并且焓變的符號和單位要正確，根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法來回答；
（b）結(jié)合化學(xué)反應(yīng)④⑤，利用蓋斯定律來回答；
（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）已知①CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ•mol^-1，②CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1 160kJ•mol^-1，
利用蓋斯定律$\frac{1}{2}$（①+②）可得：CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），△H=-$\frac{574+1160}{2}$kJ•mol^-1=867kJ•mol^-1，根據(jù)化合價(jià)變化計(jì)算出反應(yīng)0.2mol甲烷轉(zhuǎn)移的電子數(shù)及放出的熱量．

解答 解：（1）（a）根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法，①②③都是有錯(cuò)誤的，錯(cuò)誤之處分別是：①中△H=+177.7/mol，②反應(yīng)吸熱，△H=+131．KJ/mol，③除H₂O外其它物質(zhì)的狀態(tài)不是“l(fā)”應(yīng)為“aq”；
故答案為：①②③；
（b）結(jié)合化學(xué)反應(yīng)④⑤，利用蓋斯定律，反應(yīng)C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）是④-⑤得來，所以焓變△H=（-393.5kJ/mol）-（-283kJ/mol）=-110.5KJ/mol，
故答案為：C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-110.5KJ/mol；
（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）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1，該反應(yīng)的活化能為167.2kJ•mol^-1，則其逆反應(yīng)的活化能=167.2KJ/mol+241.8KJ/mol=409.0KJ/mol，
故答案為：409.0；
（3）已知①CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ•mol^-1，②CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1 160kJ•mol^-1，
利用蓋斯定律$\frac{1}{2}$（①+②）可得：③CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），△H=-$\frac{574+1160}{2}$kJ•mol^-1=-867kJ•mol^-1，
標(biāo)況下4.48L甲烷的物質(zhì)的量為：n（CH₄）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，甲烷中碳元素的化合價(jià)為-4價(jià)，反應(yīng)產(chǎn)物二氧化碳中C元素化合價(jià)為+4價(jià)，化合價(jià)變化為8，即完全反應(yīng)1mol甲烷轉(zhuǎn)移了8mol（8N_A）電子，則反應(yīng)0.2mol甲烷轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為：0.2mol×8N_A=1.6N_A；根據(jù)熱化學(xué)方程式③可知，完全反應(yīng)0.2mol甲烷放熱的熱量為：867kJ•mol^-1×0.2mol=173.4kJ，
故答案為：1.6N_A；173.4．

點(diǎn)評 本題考查反應(yīng)熱以及氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，注意掌握蓋斯定律的含義及熱化學(xué)方程式的書寫原則，明確氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的計(jì)算方法，試題側(cè)重于學(xué)生的計(jì)算能力和分析能力的考查．