Question

1．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)生碰撞時才可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，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/mol表示．請認(rèn)真觀察如圖，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（用含E₁、E₂的代數(shù)式表示）．
（2）下列4個反應(yīng)中符合示意圖描述的反應(yīng)的是C（填代號）．
A．水蒸氣與炭反應(yīng)    B．用水稀釋氫氧化鈉溶液
C．鋁粉與二氧化錳反應(yīng)   D．灼熱的碳與CO₂反應(yīng)
（3）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)的活化能為409 kJ/mol．
（4）已知0.5mol CH₄（g）與0.5mol 水蒸氣在25℃、101kPa時，完全反應(yīng)生成CO和H₂的混合氣體，吸收了a kJ熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+2akJ/mol．

Answer 1

分析 （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，反應(yīng)的焓變=生成物的能量-反應(yīng)物的能量；
（2）圖示物質(zhì)反應(yīng)前后能量變化，反應(yīng)物能量高于生成物能量，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，據(jù)此分析選項(xiàng)中的反應(yīng)是放熱反應(yīng)的符合；
（3）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；
（4）甲烷和水蒸氣之間的反應(yīng)方程式為：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g），0.5mol甲烷與0.5mol水蒸氣在t℃、p kPa時，完全反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣（合成氣），吸收了a kJ熱量，所以1mol甲烷與1mol水蒸氣在t℃、p kPa時，完全反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣（合成氣），吸收了2a kJ熱量．

解答 解：（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）圖示物質(zhì)反應(yīng)前后能量變化禮服業(yè)務(wù)能量高于生成物反應(yīng)是放熱反應(yīng)，
A．水蒸氣與炭反應(yīng)需要高溫進(jìn)行，反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，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(xué)反應(yīng)，故B不符合；
C．鋁粉與二氧化錳反應(yīng)，引發(fā)后反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行為放熱反應(yīng)，故C符合；
D．灼熱的碳與CO₂反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)，故D不符合；
故答案為：C．
（3）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；
（4）甲烷和水蒸氣之間的反應(yīng)方程式為：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g），0.5mol甲烷與0.5mol水蒸氣在t℃、p kPa時，完全反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣（合成氣），吸收了a kJ熱量，所以1mol甲烷與1mol水蒸氣在t℃、p kPa時，完全反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣（合成氣），吸收了2a kJ熱量，熱化學(xué)方程式為：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g），△H=+2akJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+2akJ/mol．

點(diǎn)評 本題考查了熱化學(xué)方程式書寫，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(jì)算，圖象的綜合應(yīng)用，讀懂圖象，焓變和活化能計(jì)算方法的理解是解題的關(guān)鍵，題目難度不大．