Question

(共10分)

（1）在化學反應中，只有極少數能量比平均能量高得多的反應物分子發生碰撞時才可能發生化學反應，這些分子被稱為活化分子。使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其單位通常用kJ·mol^-1表示。請認真觀察下圖，然后回答問題。

①圖中所示反應是         (填“吸熱”或“放熱”)反應，該反應       (填“需要”、“不需要”或“不一定”)加熱，該反應的△H =             (用含E₁、E₂的代數式表示）。

②對于同一反應，圖中虛線（Ⅱ）與實線（Ⅰ）相比，活化能大大降低，活化分子百分數增多，反應速率加快，你認為最可能的原因是____________________________________。

（2）把煤作為燃料可通過下列兩種途徑：

途徑Ⅰ　①C(s)＋O₂(g) === CO₂(g)　ΔH₁<0

途徑Ⅱ　先制水煤氣：②C(s)＋H₂O(g) === CO(g)＋H₂(g)　ΔH₂>0

再燃燒水煤氣：

③2CO(g)＋O₂(g) === 2CO₂(g)　ΔH₃<0           ④2H₂(g)＋O₂(g) === 2H₂O(g)　ΔH₄<0

請回答下列問題：

①判斷兩種途徑放熱：途徑Ⅰ放出的熱量________途徑Ⅱ放出的熱量(填“大于”、“等于”或“小于”)。

②ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃、ΔH₄的數學關系是_________________________________。

③由于制取水煤氣的反應里，反應物具有的總能量________(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的總能量，那么在化學反應時，反應物就需要________能量才能轉化為生成物，因此其反應條件為________。

(3)已知：Fe₂O₃(s)＋3CO(g) === 2Fe(s)＋3CO₂(g)   ΔH₁＝－25 kJ·mol^－1       ①

3Fe₂O₃(s)＋CO(g) === 2Fe₃O₄(s)＋CO₂(g)   ΔH₂＝－47 kJ·mol^－1    ②

Fe₃O₄(s)＋CO(g) === 3FeO(s)＋CO₂(g)    ΔH₃＝＋19 kJ·mol^－1      ③

請寫出CO還原FeO的熱化學方程式：______________________________________。

 

Answer 1

【答案】

（1）①放熱；      不一定；     - (E₁ - E₂) kJ·mol^-1    ② 使用了催化劑。

（2）①等于    ②ΔH₁＝ΔH₂＋1/2 (ΔH₃＋ΔH₄)   ③小于　吸收　高溫

(3)FeO(s)＋CO(g)=   ==       Fe(s)＋CO₂(g)   ΔH＝－11 kJ·mol^－1

【解析】（1）①由圖可知，反應物的總能量高于生成物的總能量，所以為放熱反應，反應的△H = — (E₁ - E₂) kJ·mol^-1，至于是否需要加熱，不可而知；

② 使用了催化劑，可使活化能大大降低，活化分子百分數增多，反應速率加快

（2）本題可用蓋斯定律進行解釋。途徑I可看作是途徑II的總反應，即①=②+（③+④）/2；

（3）同樣依據蓋斯定律：（①×3－②－③×2）/6可得到：FeO(s)＋CO(g)==Fe(s)＋CO₂(g)   ΔH ＝－11 kJ·mol^－1