Question

10．在化學反應中，只有極少數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/mo1表示．請認真觀察如圖，然后回答問題：
（1）圖中所示反應是放熱（填“吸熱”或“放熱”）反應，該反應的△H=（E₂-E₁ ）KJ/mol（用含E₁、E₂的代數式表示）．
（2）下列4個反應中符合示意圖描述的反應的是C（填代號）．
A．水蒸氣與炭反應
B．用水稀釋氫氧化鈉溶液
C．鋁粉與Fe₂O₃反應
D．灼熱的碳與CO₂反應
（3）已知熱化學方程式：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂ （g）=H₂O（g）△H=-241.8kJ/mo1．該反應的活化能為167.2kJ/mo1，則其逆反應的活化能為409.0KJ/mol．
（4）以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法．已知：
CH₄ （g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+206.2kJ/mo1
CH₄（g）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂ （g）△H=+247.4kJ/mo1
CH₄（g）與H₂O（g）反應生成CO₂（g）和H₂（g）的熱化學方程式為CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=165.0kJ/mo1．

Answer 1

分析 （1）依據圖象分析反應物的能量大于生成物的能量，反應放熱；在化學反應中，只有極少數能量比平均能量高得多的反應物分子發(fā)生碰撞時才能發(fā)生化學反應，反應需要能量；反應的焓變=生成物的能量-反應物的能量；
（2）圖示物質反應前后能量變化，反應物能量高于生成物能量，反應是放熱反應，據此分析選項中的反應是放熱反應的符合；
（3）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；
（4）從待求反應出發(fā)分析反應物、生成物在所給反應中的位置，通過相互加減可得，據蓋斯定律，①×2-②得到．

解答 解：（1）依據圖象分析反應物的能量大于生成物的能量，反應放熱；在化學反應中，只有極少數能量比平均能量高得多的反應物分子發(fā)生碰撞時才能發(fā)生化學反應，反應需要能量；反應的焓變=生成物的能量-反應物的能量；△H=（E₂-E₁ ）KJ/mol；
故答案為：放熱；（E₂-E₁ ）KJ/mol；
（2）圖示物質反應前后能量變化禮服業(yè)務能量高于生成物反應是放熱反應，
A．水蒸氣與炭反應需要高溫進行，反應是吸熱反應，故A不符合；
B．用水稀釋氫氧化鈉溶液過程中溶液溫度變化不大，不是化學反應，故B不符合；
C．鋁粉與Fe₂O₃反應，引發(fā)后反應繼續(xù)進行為放熱反應，故C符合；
D．灼熱的碳與CO₂反應屬于吸熱反應，故D不符合；
故答案為：C；
（3）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）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1，該反應的活化能為167.2kJ•mol^-1，則其逆反應的活化能=167.2KJ/mol+241.8KJ/mol=409.0KJ/mol；
故答案為：409.0KJ/mol；
（4）①CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H=+206.2kmol^-1
②CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=+247.4kJmol^-1
據蓋斯定律，①×2-②得：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=165.0kmol^-1，
故答案為：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=+165.0kmol^-1．

點評 本題考查了化學反應的能量變化與反應的焓變關系的分析判斷、反應活化能的判斷計算、熱化學方程式和蓋斯定律的計算、圖象的綜合應用，讀懂圖象，焓變和活化能計算方法的理解是關鍵，題目難度中等．