Question

6．為了研究化學(xué)反應(yīng)A+B═C+D的能量變化情況，某同學(xué)設(shè)計了如圖所示裝置．當(dāng)向盛有A的試管中滴加試劑B時，看到U形管中甲處液面下降乙處液面上升．試回答下列問題：
（1）該反應(yīng)為放熱反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）．
（2）A和B的總能量比C和D的總能量高（填“高”或“低”）．
（3）物質(zhì)中的化學(xué)能通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成熱能釋放出來．
（4）反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的能量低（填“高”或“低”）于生成物化學(xué)鍵形成放出的能量．
（5）寫出一個符合題中條件的化學(xué)方程式：2Al+6HCl=AlCl₃+3H₂↑
Ⅱ．已知：P₄（白磷，s）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H=-2 983.2kJ•mol-1 ①
P（紅磷，s）+$\frac{5}{4}$O₂（g）═$\frac{1}{4}$P₄O₁₀（s）△H=-738.5kJ•mol^-1 ②
則白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式為P₄（白磷，s）=4P（紅磷，s）△H=-29.2kJ/mol．相同狀況下，能量狀態(tài)較低的是紅磷；白磷的穩(wěn)定性比紅磷低（填“高”或“低”）．

Answer 1

分析 Ⅰ．當(dāng)向盛有A的試管中滴加試劑B時，看到U型管中甲處液面下降乙處液面上升，根據(jù)氣體具有熱脹冷縮的性質(zhì)，可以判斷反應(yīng)的吸放熱情況，根據(jù)反應(yīng)物和生成物能量之間的關(guān)系與反應(yīng)的吸放熱之間的關(guān)系以及化學(xué)鍵斷裂和生成過程的能量變化進(jìn)行回答；
Ⅱ．P₄（s，白磷）+5O₂（g）=P₄O₁₀（s）△H₁=-2983.2kJ/mol…①
P（紅磷，s）+$\frac{5}{4}$O₂（g）═$\frac{1}{4}$P₄O₁₀（s）△H=-738.5kJ•mol^-1 ②
根據(jù)蓋斯定律：①-②×4可得：P₄（s，白磷）=4P（s，紅磷），據(jù)此計算出該反應(yīng)的焓變，然后書寫熱化學(xué)方程式；根據(jù)物質(zhì)的總能量與反應(yīng)熱的關(guān)系判斷，能量越高物質(zhì)越穩(wěn)定．

解答 解：Ⅰ．（1）由于發(fā)生反應(yīng)A+B═C+D，U型管中甲處液面下降乙處液面上升，根據(jù)氣體具有熱脹冷縮的性質(zhì)可以判斷該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：放熱；
（2）由于A+B═C+D的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以A和B的總能量比C和D的總能量高，
故答案為：高；
（3）化學(xué)變化伴隨著物質(zhì)和能量變化，物質(zhì)中的化學(xué)能通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成熱能釋放出來，
故答案為：熱能；
（4）化學(xué)反應(yīng)中舊鍵斷裂吸收能量，新鍵生成放出能量，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的能量低于生成物化學(xué)鍵形成放出的能量，
故答案為：低；
（5）該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且不需要加熱既能夠發(fā)生，如鋁與稀鹽酸的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al+6HCl=AlCl₃+3H₂↑，
故答案為：2Al+6HCl=AlCl₃+3H₂↑；
Ⅱ．P₄（s，白磷）+5O₂（g）=P₄O₁₀（s）△H₁=-2983.2kJ/mol…①
P（紅磷，s）+$\frac{5}{4}$O₂（g）═$\frac{1}{4}$P₄O₁₀（s）△H=-738.5kJ•mol^-1 ②
根據(jù)蓋斯定律①-②×4可得：P₄（s，白磷）=4P（s，紅磷）△H=（-2983.2kJ/mol）-（-738.5kJ）×4=-29.2kJ/mol，
說明白磷轉(zhuǎn)化為紅磷是放熱反應(yīng)，相同的狀況下，能量比白磷低，由于能量越低物質(zhì)越穩(wěn)定，則白磷的穩(wěn)定性比紅磷低，
故答案為：P₄（白磷，s）=4 P（紅磷，s）△H=-29.2 kJ/mol；紅磷；低．

點評 本題考查了反應(yīng)熱與焓變的綜合應(yīng)用，題目難度中等，明確化學(xué)反應(yīng)與能量變化的關(guān)系為解答關(guān)鍵，注意掌握蓋斯定律的內(nèi)容及應(yīng)用方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識的能力．