Question

3．（1）化學反應可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程．化學鍵的鍵能是形成（或拆開）1mol化學鍵時釋放（或吸收）的能量．已知：N≡N鍵的鍵能是948.9kJ•mol^-1，H-H鍵的鍵能是436.0kJ•mol^-1；由N₂和H₂合成1mol NH₃時可放出46.2kJ的熱量．N-H鍵的鍵能是391.6kJ•mol^-1
（2）由氫氣和氧氣反應生成1mol水蒸氣，放熱241.8KJ．寫出該反應的熱化學方程式：①H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol．
已知常溫下NO與O₂反應生成1molNO₂的焓變?yōu)?57.07KJ，1molNO₂與H₂O反應生成HNO₃溶液和NO的焓變?yōu)?46KJ，寫出NO與O₂及水生成HNO₃溶液的熱化學方程式②4NO（g）+3O₂（g）+2H₂O（g）=4HNO₃（aq）△H=-618.42KJ/mol，．
（3）某溫度下純水中的c（H⁺）=2×10^-7mol/L，則此時c（OH^-）=2×10^-7mol/L，該純水的pH＜7（填“＞7”、“＜7”、“=7”）．若溫度不變，滴入稀硫酸使c（H⁺）=5×10^-6mol/L，則c（OH^-）=8×10^-9mol/．
（4）（3分）納米MgO可用于尿素與氯化鎂合成．某小組研究該反應在溫度為378～398K時的反應時間、反應物配比等因素對其產(chǎn)率的影響．請完成以下實驗設計表：

編號	溫度/K	反應時間/h	反應物物質(zhì)的量配比	實驗目的
①	378	3	3：1	實驗②和④探究溫度對產(chǎn)率的影響 實驗②和③探究反應時間對產(chǎn)率的影響
②	378	4	4：1
③	378	3	4：1
④	398	4	4：1

Answer 1

分析 （1）由△H=反應物的鍵能-生成物的鍵能解答；
（2）根據(jù)熱化學方程式的書寫原則寫出氫氣燃燒生成氣態(tài)水的熱化學方程式；先寫出常溫下NO與O₂反應生成1molNO₂的焓變?yōu)?57.07KJ，1molNO₂與H₂O反應生成HNO₃溶液和NO的焓變?yōu)?46KJ的熱化學方程式，結(jié)合蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式；
（3）純水中電離出的氫離子濃度和氫氧根離子濃度相同，PH=-lgc（H⁺），溫度不變Kw不變，某溫度下純水中的c（H⁺）=2×10^-7mol/L，Kw=2×10^-7mol/L×2×10^-7mol/L=4×10^-14（mol/L）²，Kw=c（H⁺）c（OH^-）計算得到；
（4）實驗根據(jù)控制變量法進行對比試驗，研究溫度、反應時間、反應物配比對氧化鎂產(chǎn)率的影響，根據(jù)控制變量法進行對比試驗，研究溫度、反應時間、反應物配比對氧化鎂產(chǎn)率，分析對比實驗的變量不同進行解答．

解答 解：（1）據(jù)題意，0.5mol氮氣和1.5mol氫氣反應生成1mol氨氣時放出46.2KJ的熱量，又△H=反應物的鍵能-生成物的鍵能，1mol氨氣中有3molN-H鍵，設其鍵能為x，則有0.5×948.9+1.5×436.0-3x=-46.2，
可解得x=391.6，所以N-H鍵的鍵能為391.6kJ/mol，
故答案為：391.6 kJ•mol^-1；
（2）氫氣和氧氣反應生成1mol水蒸氣放熱241.8kJ，該反應的熱化學方程式為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol，常溫下NO與O₂反應生成1molNO₂的焓變?yōu)?57.07KJ，熱化學方程式為：NO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=NO₂（g）△H=-57.07KJ/mol ①，1molNO₂與H₂O反應生成HNO₃溶液和NO的焓變?yōu)?46KJ，NO₂（g）+$\frac{1}{3}$H₂O（l）=$\frac{2}{3}$HNO₃（aq）+$\frac{1}{3}$NO（g），△H=-46KJ/mol ②，依據(jù)蓋斯定律（①+②）×6得到熱化學方程式：4NO（g）+3O₂（g）+2H₂O（g）=4HNO₃（aq）△H=-618.42KJ/mol，
故答案為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol，4NO（g）+3O₂（g）+2H₂O（g）=4HNO₃（aq）△H=-618.42KJ/mol；
（3）純水中 C（OH^-）=C（H⁺）=2×10^-7 mol/L  Kw=C（H⁺）•C（OH^-）=2×10^-7×2×10^-7=4×10^-14，水呈中性，PH＜7，若溫度不變，滴入稀硫酸使c（H⁺）=5×10^-6mol/L，C（OH^-）=$\frac{Kw}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{4×1{0}^{-14}}{5×1{0}^{-6}}$=8×10^-9 mol/L，
故答案為：2×10^-7，＜7，8×10^-9；
（4）實驗根據(jù)控制變量法進行對比試驗，研究溫度、反應時間、反應物配比對氧化鎂產(chǎn)率的影響．
實驗①和③，溫度相同，反應時間相同，應研究反應物配比對氧化鎂產(chǎn)率的影響，③中反應物配比應為4：1；
實驗②和④，反應時間相同，反應物配比相同，溫度不同，應是探究溫度對產(chǎn)率的影響；
③中反應物配比應為4：1，實驗②和③，溫度相同、反應物配比相同，反應時間不同，探究反應時間對產(chǎn)率的影響．
故答案為：4：1；溫度對產(chǎn)率的影響；③；

點評 本題考查根據(jù)鍵能來計算化學反應焓變的方法、熱化學方程式書寫、水的電離平衡、對實驗數(shù)據(jù)圖象的分析以及獲取信息能力等，難度中等，需要學生具備扎實的基礎與綜合運用知識分析問題、解決問題能力．