Question

【題目】(1)已知：①Fe(s)+O2(g)=FeO(s) H1=-272.0kJ/mol

②2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s) H1=-1675.7kJ/mol

Al和FeO發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是__________________。某同學(xué)認(rèn)為，鋁熱反應(yīng)可用于工業(yè)煉鐵，你的判斷是_____(填“能”或“不能”)，理由是________。

(2)反應(yīng)物與生成物均為氣態(tài)的某可逆反應(yīng)在不可條件下的反應(yīng)歷程分別為A、B如圖所示。

①據(jù)圖判斷該反應(yīng)是_______(填“吸”或“放”)熱反應(yīng)。

②其中B歷程表明此反應(yīng)采用的條件為________(填字母)。

A.升高溫度 B.增大反應(yīng)物的濃度 C.降低溫度 D.使用催化劑

(3)鋁熱法是常用的金屬冷煉方法之一。已知：

4A1(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) H=-3352kJ/mol

Mn(s)+O2(g)=MnO2(s)H=-521kJ/mol

Al與MnO2反應(yīng)冶煉金屬Mn的熱化學(xué)方程式是___________________。

(4)中國氣象局的數(shù)據(jù)顯示，2013年企國平均霧霾天數(shù)為52年來之最。形成霧霾的主要成分為生產(chǎn)生活中排放的廢氣，汽車尾氣及揚塵等。用CH4可以消除汽車尾氣中氮氧化物的污染。

已知：CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)H=-955kJ/mol

2NO2(g)=N2O4(g) H=-56.9kJ/mol

寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的熱化學(xué)方程式________________。

Answer 1

【答案】 2Al（s）+3FeO（s）＝Al2O3（s）+3Fe（s）H=-859.7kJ/mol 不能 該反應(yīng)需要引發(fā)，需要消耗大量能量，成本較高 吸 D 4A1(s)+3MnO2(s)=3Mn(s)+2Al2O3(s)H=-1789kJ/mol CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+2H2O(l)+CO2(g)H=898.1kJ/mol

【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律計算△H，該反應(yīng)需要引發(fā)，成本過高；

（2）①由圖可知，反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；

②由圖可知，反應(yīng)歷程B與A相比，改變反應(yīng)歷程，應(yīng)是使用催化劑；

（3）根據(jù)蓋斯定律計算△H；

（4）根據(jù)蓋斯定律計算△H。

（1）已知：①Fe(s)+1/2O2(g)=FeO(s) H1=-272.0kJ/mol

②2Al(s)+3/2O2(g)=Al2O3(s) H1=-1675.7kJ/mol

將方程式②-①×3得2Al（s）+3FeO（s）＝Al2O3（s）+3Fe（s）△H=-1675.7kJmol-1-（3×-272.0kJmol-1）=-859.7 kJmol-1；

鋁熱反應(yīng)需要鎂燃燒引發(fā)，消耗較多能量，成分過高，因此不能用于工業(yè)煉鐵；

（2）①由圖可知，反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；

②由圖可知，反應(yīng)歷程B與A相比，改變反應(yīng)歷程，最后達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，改變的條件應(yīng)是使用催化劑，降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率，答案為D；

（3）已知：①4A1(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) H=-3352kJ/mol

②Mn(s)+O2(g)=MnO2(s) H=-521kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律可知①－②×3即得到Al與MnO2反應(yīng)冶煉金屬Mn的熱化學(xué)方程式是4A1(s)+3MnO2(s)=3Mn(s)+2Al2O3(s)H=-1789kJ/mol。

（4）已知：①CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)H=-955kJ/mol

②2NO2(g)=N2O4(g) H=-56.9kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律可知①－②即得到CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的熱化學(xué)方程式CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+2H2O(l)+CO2(g)H=898.1kJ/mol。