Question

1．在化學反應中，只有極少數(shù)能量比平均能量高得多的反應物分子發(fā)生碰撞時才可能發(fā)生化學反應，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．請認真觀察如圖，然后回答問題：
（1）圖中所示反應是放熱（填“吸熱”或“放熱”）反應，該反應的△H=（E₂-E₁） kJ/mol（用含E₁、E₂的代數(shù)式表示）．
（2）下列4個反應中符合示意圖描述的反應的是C（填代號）．
A．水蒸氣與炭反應    B．用水稀釋氫氧化鈉溶液
C．鋁粉與二氧化錳反應   D．灼熱的碳與CO₂反應
（3）已知熱化學方程式：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1．該反應的活化能為167.2kJ•mol^-1，則其逆反應的活化能為409 kJ/mol．
（4）已知0.5mol CH₄（g）與0.5mol 水蒸氣在25℃、101kPa時，完全反應生成CO和H₂的混合氣體，吸收了a kJ熱量，該反應的熱化學方程式是CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+2akJ/mol．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)圖象分析反應物的能量大于生成物的能量，反應放熱，在化學反應中，反應的焓變=生成物的能量-反應物的能量；
（2）圖示物質反應前后能量變化，反應物能量高于生成物能量，反應是放熱反應，據(jù)此分析選項中的反應是放熱反應的符合；
（3）反應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)圖象能量關系可知，逆反應的活化能=正反應的活化能+反應的焓變；
（4）甲烷和水蒸氣之間的反應方程式為：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)圖象分析反應物的能量大于生成物的能量，反應放熱；在化學反應中，只有極少數(shù)能量比平均能量高得多的反應物分子發(fā)生碰撞時才能發(fā)生化學反應，反應需要能量；反應的焓變=生成物的能量-反應物的能量，即△H=（E₂-E₁）kJ•mol^-1，
故答案為：放熱；（E₂-E₁）kJ•mol^-1；
（2）圖示物質反應前后能量變化禮服業(yè)務能量高于生成物反應是放熱反應，
A．水蒸氣與炭反應需要高溫進行，反應是吸熱反應，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，不是化學反應，故B不符合；
C．鋁粉與二氧化錳反應，引發(fā)后反應繼續(xù)進行為放熱反應，故C符合；
D．灼熱的碳與CO₂反應屬于吸熱反應，故D不符合；
故答案為：C．
（3）反應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)圖象能量關系可知，逆反應的活化能=正反應的活化能+反應的焓變；H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1，該反應的活化能為167.2kJ•mol^-1，則其逆反應的活化能=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，完全反應生成一氧化碳和氫氣（合成氣），吸收了2a kJ熱量，熱化學方程式為：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．

點評 本題考查了熱化學方程式書寫，化學反應的能量變化與反應的焓變關系的分析判斷，反應活化能的判斷計算，圖象的綜合應用，讀懂圖象，焓變和活化能計算方法的理解是解題的關鍵，題目難度不大．