Question

1．
（1）2.00g C₂H₂气体完全燃烧生成液态水和CO₂气体，放出99.6kJ的热量，写出表示C₂H₂燃烧热的热化学方程式C₂H₂（g）+$\frac{5}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+H₂O（l）△H=-1294.8kJ/mol．
（2）已知下列反应的反应热：
①CH₃COOH（l）+2O₂（g）=2CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-870.3kJ/mol
②C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₂=-393.5kJ/mol
③H₂（g）+1/2O₂（g）=H₂O（l）△H₃=-285.8kJ/mol
计算下列反应的反应热：
2C（s）+2H₂（g）+O₂（g）=CH₃COOH（l）△H=△H₂×2+△H₃×2-△H₁=-488.3kJ/mol（写出计算结果）
（3）已知：
CH₄ （g）+2O₂（g）=CO₂ （g）+2H₂ O （l）△H=-Q₁  kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂ O （g）△H=-Q₂  kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂ O （l）△H=-Q₃   kJ/mol
取体积比4：1的甲烷和氢气的混合气体11.2L（标况），经完全燃烧恢复至常温，放出的热量为（0.4Q₁+0.05Q₃）kJ
（4）请认真观察如图，然后回答问题．
①图中反应是放热（填“吸热”或“放热”）反应，该反应需要（填“需要”或“不需要”）环境先提供能量．
②已知热化学方程式：H₂（g）+1/2O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol，该反应的活化能为167.2kJ/mol，则其逆反应的活化能为409.0kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，依据热化学方程式的书写方法进行解答，注意标注物质聚集状态和对应焓变；
（2）依据盖斯定律和热化学方程式构造所需热化学方程式计算得到；
（3）根据混合气体的体积计算混合气体的物质的量，结合气体体积比计算甲烷、氢气的物质的量，再根据热化学反应方程式计算放出的热量．注意燃烧后恢复至常温，氢气燃烧放出的热量应选择生成液态水的热化学反应方程式计算；
（4）①图象分析，反应物能量高于生成物，反应是放热反应，反应物发生反应的活化能是反应物需要提供能量达到，反应进行需要反应物变化为活化分子需要环境提供能量才能反应；
②逆反应的活化能=正反应活化能-反应焓变．

解答 解：（1）2.00g乙炔是$\frac{2.00g}{26g/mol}$=$\frac{1}{13}$mol，其完全燃烧生成液态水和二氧化碳放出99.6kJ热量，1mol乙炔燃烧放热1294.8KJ，则乙炔燃烧的热化学方程式为C₂H₂（g）+$\frac{5}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+H₂O（l）△H=-1294.8kJ/mol，
故答案为：C₂H₂（g）+$\frac{5}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+H₂O（l）△H=-1294.8kJ/mol；
（2）①CH₃COOH（l）+2O₂（g）=2CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-870.3kJ/mol
②C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₂=-393.5kJ/mol
③H₂（g）+1/2O₂（g）=H₂O（l）△H₃=-285.8kJ/mol
依据盖斯定律计算，②×2+③×2-①得到下列反应的热化学方程式和反应热：
2C（s）+2H₂（g）+O₂（g）=CH₃COOH（l）△H=△H₂×2+△H₃×2-△H₁=-488.3kJ/mol，
故答案为：△H=△H₂×2+△H₃×2-△H₁=-488.3kJ/mol；
（3）甲烷和氢气的混合气体11.2L（已折合成标准状况），
所以甲烷和氢气的混合气体的总的物质的量为$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，
甲烷和氢气的体积比为4：1，所以甲烷的物质的量为0.5mol×$\frac{4}{5}$=0.4mol，氢气的物质的量为0.5mol-0.4mol=0.1mol．
由CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-Q₁kJ/mol可知，
0.4mol甲烷燃烧放出的热量为0.4mol×Q₁kJ/mol=0.4Q₁kJ；
由2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）；△H=-Q₃kJ/mol可知，
0.1mol氢气燃烧生成液态水放出的热量为0.1mol×$\frac{1}{2}$×Q₃kJ/mol=0.05Q₃kJ．
所以放出的热量为（0.4Q₁+0.05Q₃）KJ，
故答案为：（0.4 Q₁+0.05 Q₃）kJ；
（4）①图象分析，反应物能量高于生成物能量，依据能量守恒分析反应是放热反应，反应发生需要提供能量达到能量E1使反应物变化为活化分子发生有效碰撞发生反应，
故答案为：放热；需要；
②已知热化学方程式：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1，该反应的活化能为167.2kJ•mol^-1，则其逆反应的活化能=正反应活化能-反应焓变=167.2KJ/mol-（-241.8KJ/mol）=409.0KJ/mol，
故答案为：409.0KJ/mol．

点评 本题考查了化学反应能量变化分析，图象理解应用，盖斯定律的计算应用，热化学方程式书写方法，注意活化能概念的分析，掌握基础是关键，题目较简单．