Question

【题目】有科学家预青，氢能将成为21世纪的主要能源，而且是一种理想的绿色能源。

（1）已知破坏1moIH-H键、1molO=O键、1molH -O键时分别需要吸收436kJ、498kJ、465kJ的能量，下图表示H2、O2转化为H2O的反应过程中的能量变化，则b=_______。

(2)在l0lkPa下，lg氢气完全燃烧生成液态水放出142. 9kJ的热量，该反应的热化学方程式为_______。

(3)为探究实验室制氢气反应的热效应，选择下图装置进行实验。

①若x为水，y为生石灰，则实验过程中U形管中可观察到的现象是___________。

②若x为稀盐酸，y为锌粒，观察到与①相同的实验现象，则说明锌与稀盐酸制氢气的反应是_________（填“放热反应”或“吸热反应”）。

(4)已知：

H2SO4 (aq) +2KOH (aq)=K2SO4 (aq)+2H2O(1) △H =Q1kJ/mol

H2SO4(浓)+2NaOH(aq) =Na2SO4 (aq) +2H2O(1) △H =Q2 kJ/mol

HNO3 (aq)+KOH(aq)=KNO3 (aq)+H2O(l) △H =Q3 kJ/mol

上述反应均为溶液中的反应，则Q1、Q2、Q3值的大小关系为________。

Answer 1

【答案】 490 2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-571. 6kJ．mol- l 左端液柱降低，右端液柱升高 放热反应 Q2<Q1=2Q3

【解析】（1）化学反应中，化学键的断裂需要吸收能量，形成新化学键放出能量，反应热等于反应物键能之和减去生成物的总键能之和．（2）1g氢气的物质的量为1g/2g·mol－1=0.5mol，即0.5molH2完全燃烧生成液态水时放出142.9kJ的热量，则2molH2完全燃烧生成液态水时放出热量为142.9kJ×4=571.6kJ，结合物质的状态及焓变书写热化学方程式．（3）生石灰与水反应放热，大试管内气体受热鼓胀；

（1）反应2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）的能量变化如图1所示．已知拆开1molH2、1molO2和1molH-O中的化学键分别需要消耗436KJ、498KJ和465KJ能量，2molH2和1molO2参加反应断裂化学键吸收的能量为：2×436kJ+498kJ=1370kJ，即a值，生成2molH2O（g）形成新化学键放出的能量为：4×463kJ=1852kJ，即C值，反应的焓变△H=2×436KJ·mol－1+498KJ·mol－1-2×2×465KJ·mol－1=-490KJ·mol－1，即b值。(2)1g氢气的物质的量为1g/2g·mol－1=0.5mol，即0.5molH2完全燃烧生成液态水时放出142.9kJ的热量，则2molH2完全燃烧生成液态水时放出热量为142.9kJ×4=571.6kJ，则该反应的热化学方程式是2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-571. 6kJ．mol- l ；(3)①若x为水，y为生石灰，生石灰与水反应放热，大试管内气体受热鼓胀，则实验过程中U形管中可观察到的现象是左端液柱降低，右端液柱升高。②若x为稀盐酸，y为锌粒，观察到与①相同的实验现象，则说明锌与稀盐酸制氢气的反应是“放热反应”；(4)反应均为溶液中的反应，浓硫酸稀释放热可知，H2SO4(浓)+2NaOH(aq) =Na2SO4 (aq) +2H2O(1) △H =Q2 kJ/mol，该反应放出热量增加，Q2<Q1，H2SO4 (aq) +2KOH (aq)=K2SO4 (aq)+2H2O(1) △H =Q1kJ/mol，生成2molH2O放出的热量是HNO3 (aq)+KOH(aq)=KNO3 (aq)+H2O(l) △H =Q3 kJ/mol生成1mol水的2倍，Q1=2Q3，则Q1、Q2、Q3值的大小关系为 Q2<Q1=2Q3。