Question

【题目】(1)我国成功发射的“天宫一号”飞行器的外壳覆盖了一种新型结构陶瓷材料，其主要成分是氮化硅，该陶瓷材料可由石英固体与焦炭颗粒在高温的氮气流中通过如下反应制得：3SiO2＋6C＋2N2Si3N4＋6CO，该反应变化过程中的能量变化如图所示。

回答以下问题。

(1)该反应________(填“吸热”或“放热”)，反应热ΔH________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

(2)已知：

As（s）＋H2（g）＋2O2（g）=H3AsO4（s）　ΔH1

H2（g）＋O2（g）=H2O（l）　ΔH2

2As（s）＋O2（g）=As2O5（s）　ΔH3

则反应As2O5（s）＋3H2O（l）=2H3AsO4（s）的ΔH＝__________。

(3)氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要应用，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。已知：

①2NO（g）=N2（g）＋O2（g）　ΔH＝－180.5 kJ·mol－1

②C（s）＋O2（g）=CO2（g）　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1

③2C（s）＋O2（g）=2CO（g）　ΔH＝－221 kJ·mol－1

某反应的平衡常数表达式为K＝，写出此反应的热化学方程式：____________。

(4)甲烷的燃烧热为890.3 kJ/ mol ，请写出表示CH4燃烧热的热化学方程式_____________。

(5)由图可知，金刚石的稳定性________石墨的稳定性（填“＞”、“＜”或“＝”）。

(6)中和热的测定装置如图所示：

图中A的仪器名称：__________________作用：____________________________

Answer 1

【答案】放热 ＜ 2ΔH1－3ΔH2－ΔH3 2CO（g）＋2NO（g）=N2（g）＋2CO2（g）　ΔH＝－746.5 kJ·mol－1 CH4（g）＋2O2（g）=CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 小于 环形玻璃搅拌棒 搅拌使其充分反应

【解析】

根据反应前后物质所含能量的大小关系可分析出反应吸放热类型；根据盖斯定律，通过其他焓变已知的热化学方程式即可计算未知反应的焓变；根据平衡常数表达式可书写出相应的反应方程式，再根据盖斯定律借助其他焓变已知的热化学方程式即可计算未知反应的焓变；书写表示燃烧热的热化学方程式时，一定要注意燃烧热的定义；根据物质所含能量的多少，即可判断物质的稳定性；在测定中和热的实验中，用到的最为特别的仪器即为环形玻璃搅拌棒，一方面要注意该仪器的材质为玻璃，另一方面注意该仪器并非普通的玻璃搅拌棒，但作用几乎等同。

(1)由图可知，反应物的能量更高，因此该反应是放热反应，；

(2)由题可知，方程式Ⅳ：可由方程式Ⅰ：和方程式Ⅱ：以及方程式Ⅲ：，经过如下运算得到：Ⅳ=2Ⅰ-3Ⅱ-Ⅲ；因此其焓变可表示为：；

(3)由平衡常数表达式可知，该反应的方程式为④：；其可由方程式①②③经过如下运算得到：④=①-③+2②，即方程式④的焓变可表示为ΔH4=ΔH1-ΔH3+2ΔH2，代入数据计算可得该反应焓变为-746.5kJ/mol，因此该反应的热化学方程式为： ；

(4)甲烷的燃烧热为890.3kJ/mol，即1mol甲烷完全燃烧生成CO2和液态水会放出890.3kJ的热量，所以表示甲烷燃烧热的热化学方程式为： ；

(5)由图可知，金刚石所含的能量更高，所含能量越高的物质越不稳定，因此金刚石稳定性小于石墨的稳定性；

(6)在测定中和热的实验中，使用的A是环形玻璃搅拌棒，其作用即搅拌溶液使酸与碱能充分反应。