Question

1．
（1）2.00g C₂H₂氣體完全燃燒生成液態(tài)水和CO₂氣體，放出99.6kJ的熱量，寫出表示C₂H₂燃燒熱的熱化學(xué)方程式C₂H₂（g）+$\frac{5}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+H₂O（l）△H=-1294.8kJ/mol．
（2）已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱：
①CH₃COOH（l）+2O₂（g）=2CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-870.3kJ/mol
②C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₂=-393.5kJ/mol
③H₂（g）+1/2O₂（g）=H₂O（l）△H₃=-285.8kJ/mol
計算下列反應(yīng)的反應(yīng)熱：
2C（s）+2H₂（g）+O₂（g）=CH₃COOH（l）△H=△H₂×2+△H₃×2-△H₁=-488.3kJ/mol（寫出計算結(jié)果）
（3）已知：
CH₄ （g）+2O₂（g）=CO₂ （g）+2H₂ O （l）△H=-Q₁  kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂ O （g）△H=-Q₂  kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂ O （l）△H=-Q₃   kJ/mol
取體積比4：1的甲烷和氫氣的混合氣體11.2L（標況），經(jīng)完全燃燒恢復(fù)至常溫，放出的熱量為（0.4Q₁+0.05Q₃）kJ
（4）請認真觀察如圖，然后回答問題．
①圖中反應(yīng)是放熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)，該反應(yīng)需要（填“需要”或“不需要”）環(huán)境先提供能量．
②已知熱化學(xué)方程式：H₂（g）+1/2O₂（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^-1．

Answer 1

分析 （1）燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量，依據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法進行解答，注意標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)焓變；
（2）依據(jù)蓋斯定律和熱化學(xué)方程式構(gòu)造所需熱化學(xué)方程式計算得到；
（3）根據(jù)混合氣體的體積計算混合氣體的物質(zhì)的量，結(jié)合氣體體積比計算甲烷、氫氣的物質(zhì)的量，再根據(jù)熱化學(xué)反應(yīng)方程式計算放出的熱量．注意燃燒后恢復(fù)至常溫，氫氣燃燒放出的熱量應(yīng)選擇生成液態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式計算；
（4）①圖象分析，反應(yīng)物能量高于生成物，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)的活化能是反應(yīng)物需要提供能量達到，反應(yīng)進行需要反應(yīng)物變化為活化分子需要環(huán)境提供能量才能反應(yīng)；
②逆反應(yīng)的活化能=正反應(yīng)活化能-反應(yīng)焓變．

解答 解：（1）2.00g乙炔是$\frac{2.00g}{26g/mol}$=$\frac{1}{13}$mol，其完全燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳放出99.6kJ熱量，1mol乙炔燃燒放熱1294.8KJ，則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式為C₂H₂（g）+$\frac{5}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+H₂O（l）△H=-1294.8kJ/mol，
故答案為：C₂H₂（g）+$\frac{5}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+H₂O（l）△H=-1294.8kJ/mol；
（2）①CH₃COOH（l）+2O₂（g）=2CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-870.3kJ/mol
②C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₂=-393.5kJ/mol
③H₂（g）+1/2O₂（g）=H₂O（l）△H₃=-285.8kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律計算，②×2+③×2-①得到下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式和反應(yīng)熱：
2C（s）+2H₂（g）+O₂（g）=CH₃COOH（l）△H=△H₂×2+△H₃×2-△H₁=-488.3kJ/mol，
故答案為：△H=△H₂×2+△H₃×2-△H₁=-488.3kJ/mol；
（3）甲烷和氫氣的混合氣體11.2L（已折合成標準狀況），
所以甲烷和氫氣的混合氣體的總的物質(zhì)的量為$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，
甲烷和氫氣的體積比為4：1，所以甲烷的物質(zhì)的量為0.5mol×$\frac{4}{5}$=0.4mol，氫氣的物質(zhì)的量為0.5mol-0.4mol=0.1mol．
由CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-Q₁kJ/mol可知，
0.4mol甲烷燃燒放出的熱量為0.4mol×Q₁kJ/mol=0.4Q₁kJ；
由2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）；△H=-Q₃kJ/mol可知，
0.1mol氫氣燃燒生成液態(tài)水放出的熱量為0.1mol×$\frac{1}{2}$×Q₃kJ/mol=0.05Q₃kJ．
所以放出的熱量為（0.4Q₁+0.05Q₃）KJ，
故答案為：（0.4 Q₁+0.05 Q₃）kJ；
（4）①圖象分析，反應(yīng)物能量高于生成物能量，依據(jù)能量守恒分析反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)發(fā)生需要提供能量達到能量E1使反應(yīng)物變化為活化分子發(fā)生有效碰撞發(fā)生反應(yīng)，
故答案為：放熱；需要；
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=正反應(yīng)活化能-反應(yīng)焓變=167.2KJ/mol-（-241.8KJ/mol）=409.0KJ/mol，
故答案為：409.0KJ/mol．

點評 本題考查了化學(xué)反應(yīng)能量變化分析，圖象理解應(yīng)用，蓋斯定律的計算應(yīng)用，熱化學(xué)方程式書寫方法，注意活化能概念的分析，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目較簡單．