Question

【題目】有科學家預青，氫能將成為21世紀的主要能源，而且是一種理想的綠色能源。

（1）已知破壞1moIH-H鍵、1molO=O鍵、1molH -O鍵時分別需要吸收436kJ、498kJ、465kJ的能量，下圖表示H2、O2轉化為H2O的反應過程中的能量變化，則b=_______。

(2)在l0lkPa下，lg氫氣完全燃燒生成液態水放出142. 9kJ的熱量，該反應的熱化學方程式為_______。

(3)為探究實驗室制氫氣反應的熱效應，選擇下圖裝置進行實驗。

①若x為水，y為生石灰，則實驗過程中U形管中可觀察到的現象是___________。

②若x為稀鹽酸，y為鋅粒，觀察到與①相同的實驗現象，則說明鋅與稀鹽酸制氫氣的反應是_________（填“放熱反應”或“吸熱反應”）。

(4)已知：

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

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

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

上述反應均為溶液中的反應，則Q1、Q2、Q3值的大小關系為________。

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 放熱反應 Q2<Q1=2Q3

【解析】（1）化學反應中，化學鍵的斷裂需要吸收能量，形成新化學鍵放出能量，反應熱等于反應物鍵能之和減去生成物的總鍵能之和．（2）1g氫氣的物質的量為1g/2g·mol－1=0.5mol，即0.5molH2完全燃燒生成液態水時放出142.9kJ的熱量，則2molH2完全燃燒生成液態水時放出熱量為142.9kJ×4=571.6kJ，結合物質的狀態及焓變書寫熱化學方程式．（3）生石灰與水反應放熱，大試管內氣體受熱鼓脹；

（1）反應2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）的能量變化如圖1所示．已知拆開1molH2、1molO2和1molH-O中的化學鍵分別需要消耗436KJ、498KJ和465KJ能量，2molH2和1molO2參加反應斷裂化學鍵吸收的能量為：2×436kJ+498kJ=1370kJ，即a值，生成2molH2O（g）形成新化學鍵放出的能量為：4×463kJ=1852kJ，即C值，反應的焓變△H=2×436KJ·mol－1+498KJ·mol－1-2×2×465KJ·mol－1=-490KJ·mol－1，即b值。(2)1g氫氣的物質的量為1g/2g·mol－1=0.5mol，即0.5molH2完全燃燒生成液態水時放出142.9kJ的熱量，則2molH2完全燃燒生成液態水時放出熱量為142.9kJ×4=571.6kJ，則該反應的熱化學方程式是2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-571. 6kJ．mol- l ；(3)①若x為水，y為生石灰，生石灰與水反應放熱，大試管內氣體受熱鼓脹，則實驗過程中U形管中可觀察到的現象是左端液柱降低，右端液柱升高。②若x為稀鹽酸，y為鋅粒，觀察到與①相同的實驗現象，則說明鋅與稀鹽酸制氫氣的反應是“放熱反應”；(4)反應均為溶液中的反應，濃硫酸稀釋放熱可知，H2SO4(濃)+2NaOH(aq) =Na2SO4 (aq) +2H2O(1) △H =Q2 kJ/mol，該反應放出熱量增加，Q2<Q1，H2SO4 (aq) +2KOH (aq)=K2SO4 (aq)+2H2O(1) △H =Q1kJ/mol，生成2molH2O放出的熱量是HNO3 (aq)+KOH(aq)=KNO3 (aq)+H2O(l) △H =Q3 kJ/mol生成1mol水的2倍，Q1=2Q3，則Q1、Q2、Q3值的大小關系為 Q2<Q1=2Q3。