Question

【題目】(1)我國成功發(fā)射的“天宮一號”飛行器的外殼覆蓋了一種新型結(jié)構(gòu)陶瓷材料，其主要成分是氮化硅，該陶瓷材料可由石英固體與焦炭顆粒在高溫的氮氣流中通過如下反應(yīng)制得：3SiO2＋6C＋2N2Si3N4＋6CO，該反應(yīng)變化過程中的能量變化如圖所示。

回答以下問題。

(1)該反應(yīng)________(填“吸熱”或“放熱”)，反應(yīng)熱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

則反應(yīng)As2O5（s）＋3H2O（l）=2H3AsO4（s）的ΔH＝__________。

(3)氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要應(yīng)用，減少氮的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)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

某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝，寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：____________。

(4)甲烷的燃燒熱為890.3 kJ/ mol ，請寫出表示CH4燃燒熱的熱化學(xué)方程式_____________。

(5)由圖可知，金剛石的穩(wěn)定性________石墨的穩(wěn)定性（填“＞”、“＜”或“＝”）。

(6)中和熱的測定裝置如圖所示：

圖中A的儀器名稱：__________________作用：____________________________

Answer 1

【答案】放熱 ＜ 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 環(huán)形玻璃攪拌棒 攪拌使其充分反應(yīng)

【解析】

根據(jù)反應(yīng)前后物質(zhì)所含能量的大小關(guān)系可分析出反應(yīng)吸放熱類型；根據(jù)蓋斯定律，通過其他焓變已知的熱化學(xué)方程式即可計算未知反應(yīng)的焓變；根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式可書寫出相應(yīng)的反應(yīng)方程式，再根據(jù)蓋斯定律借助其他焓變已知的熱化學(xué)方程式即可計算未知反應(yīng)的焓變；書寫表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式時，一定要注意燃燒熱的定義；根據(jù)物質(zhì)所含能量的多少，即可判斷物質(zhì)的穩(wěn)定性；在測定中和熱的實驗中，用到的最為特別的儀器即為環(huán)形玻璃攪拌棒，一方面要注意該儀器的材質(zhì)為玻璃，另一方面注意該儀器并非普通的玻璃攪拌棒，但作用幾乎等同。

(1)由圖可知，反應(yīng)物的能量更高，因此該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，；

(2)由題可知，方程式Ⅳ：可由方程式Ⅰ：和方程式Ⅱ：以及方程式Ⅲ：，經(jīng)過如下運算得到：Ⅳ=2Ⅰ-3Ⅱ-Ⅲ；因此其焓變可表示為：；

(3)由平衡常數(shù)表達(dá)式可知，該反應(yīng)的方程式為④：；其可由方程式①②③經(jīng)過如下運算得到：④=①-③+2②，即方程式④的焓變可表示為ΔH4=ΔH1-ΔH3+2ΔH2，代入數(shù)據(jù)計算可得該反應(yīng)焓變?yōu)?/span>-746.5kJ/mol，因此該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為： ；

(4)甲烷的燃燒熱為890.3kJ/mol，即1mol甲烷完全燃燒生成CO2和液態(tài)水會放出890.3kJ的熱量，所以表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為： ；

(5)由圖可知，金剛石所含的能量更高，所含能量越高的物質(zhì)越不穩(wěn)定，因此金剛石穩(wěn)定性小于石墨的穩(wěn)定性；

(6)在測定中和熱的實驗中，使用的A是環(huán)形玻璃攪拌棒，其作用即攪拌溶液使酸與堿能充分反應(yīng)。