Question

20．（1）已知：
①Fe（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═FeO（s）△H₁=-272.0kJ•mol^-1
②2Al（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═Al₂O₃（s）△H₂=-1675.7kJ•mol^-1
Al和FeO發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是3FeO（s）+2Al（s）=Al₂O3（s）+3Fe（s）△H=-859.7KJ/mol．
（2）請認(rèn)真分析如圖，然后回答問題：
①圖中所示反應(yīng)是放熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)，該反應(yīng)的△H=（E₂-E₁）kJ•mol^-1（用含E₁、E₂的代數(shù)式表示）．
②已知熱化學(xué)方程式：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）；△H=-241.8kJ/mol．該反應(yīng)的活化能為167.2kJ/mol，則其逆反應(yīng)的活化能為409.0KJ/mol．
③對于同一反應(yīng)，圖中虛線（Ⅱ）與實(shí)線（Ⅰ）相比，活化能大大降低，活化分子的百分?jǐn)?shù)增多，反應(yīng)速率明顯加快，你認(rèn)為最可能的原因是使用了催化劑．

Answer 1

分析 （1）①Fe（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═FeO（s）△H₁=-272.0kJ•mol^-1；
②2Al（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═Al₂O₃（s）△H₂=-1675.7kJ•mol^-1；
依據(jù)蓋斯定律計算②-①×3計算；
（2）①依據(jù)圖象分析反應(yīng)物的能量大于生成物的能量，反應(yīng)放熱；在化學(xué)反應(yīng)中，只有極少數(shù)能量比平均能量高得多的反應(yīng)物分子發(fā)生碰撞時才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)需要能量；反應(yīng)的焓變=生成物的能量-反應(yīng)物的能量；
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對于同一反應(yīng)，圖中虛線（ II）與實(shí)線（ I）相比，活化能大大降低，活化分子的百分?jǐn)?shù)增多，反應(yīng)速率加快，說明反應(yīng)的活化能降低焓變不變，平衡不動，結(jié)合影響所以速率的元素分析判斷．

解答 解：（1）①Fe（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═FeO（s）△H₁=-272.0kJ•mol^-1；
②2Al（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═Al₂O₃（s）△H₂=-1675.7kJ•mol^-1；
依據(jù)蓋斯定律計算②-①×3得到：3FeO（s）+2Al（s）=Al₂O₃（s）+3Fe（s）△H=-859.7KJ/mol；
故答案為：3FeO（s）+2Al（s）=Al₂O3（s）+3Fe（s）△H=-859.7KJ/mol；
（2）①依據(jù)圖象分析反應(yīng)物的能量大于生成物的能量，反應(yīng)放熱；在化學(xué)反應(yīng)中，只有極少數(shù)能量比平均能量高得多的反應(yīng)物分子發(fā)生碰撞時才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)需要能量；反應(yīng)的焓變=生成物的能量-反應(yīng)物的能量，即△H=（E₂-E₁）kJ•mol^-1，
故答案為：放熱；（E₂-E₁）kJ•mol^-1；
（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：409.0KJ/mol；
（3）對于同一反應(yīng)，圖中虛線（ II）與實(shí)線（ I）相比，活化能大大降低，活化分子的百分?jǐn)?shù)增多，反應(yīng)速率加快，說明反應(yīng)的活化能降低焓變不變，平衡不動，化學(xué)反應(yīng)速率影響因素中，催化劑有此作用，所以最有可能使用了催化劑，故答案為：使用了催化劑．

點(diǎn)評 本題考查了熱化學(xué)方程式書寫和蓋斯定律計算以及化學(xué)反應(yīng)的能量變化與反應(yīng)的焓變關(guān)系的分析判斷，反應(yīng)活化能的判斷計算，圖象的綜合應(yīng)用，題目難度不大，讀懂圖象，焓變和活化能計算方法的理解是解題的關(guān)鍵．