Question

（1）如图是碳和水蒸气发生反应生成CO、H₂的途径和三个状态的能量，该反应为吸热反应，比较E₁、E₂、E₃的大小：_____。

（2）已知2mol氢气燃烧生成液态水时放出572kJ的热量，反应方程式是2H₂(g)+O₂(g)═2H₂O(l)。请回答下列问题：

①该反应的生成物能量总和____（填“大于”、“小于”或“等于”）反应物能量总和。

②若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量____（填“大于”、“小于”或“等于”）572kJ。

（3）已知拆开1molN﹣N键、1molN﹣H键、1molN≡N键、O=O键需要的能量分别是3akJ、2.5akJ、8akJ、4akJ，完全燃烧1mol火箭燃料肼（N₂H₄）生成氮气和水蒸气放出能量为5akJ，则1molH₂O(g)完全断键时共吸收____kJ的能量。

（4）已知化学反应A₂(g)+B₂(g)═2AB(g)的能量变化如图所示，反应物的总键能_____（填“大于”、“小于”或“等于”）生成物的总键能。

Answer

E2＞E3＞E1 小于 小于 4a 大于

【解析】

（1）化学反应的本质即是旧键的断裂和新键的形成过程，旧键断裂吸收能量，新键形成放出能量，这是化学反应中能量变化的主要原因，据此进行分析。

（2）①由反应热ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量进行判断。

②同一物质状态由气→液→固变化时，会放热，反之，会吸热。据此进行分析。

（3）由反应热ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和进行计算判断。

（4）分析题给能量变化图，根据放热反应中其反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，吸热反应中反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量，进行判断。

（1）E1～E2的过程，为旧化学键断裂而吸收能量的过程，故E1＜E2，E2～E3的过程，为新化学键形成而放出能量的过程，则：E2＞E3，根据题给信息，反应为吸热反应，则有：E1＜E3，故E1、E2、E3的大小关系为：E2＞E3＞E1，故答案为：E2＞E3＞E1；

（2）①反应放出热量，说明反应物具有的能量总和大于生成物具有的能量总和，故答案为：小于；

②因同一物质状态由气→液→固变化时，会放热，即同一物质气态时具有的能量高于该物质液态时所具有的能量，则2mol氢气燃烧生成液态水时放出572kJ的热量，若生成水蒸气，则放出的能量小于572kJ。答案为：小于；

（3）根据题意可知肼燃烧的热化学反应方程式为：N2H4+O2=2H2O+N2 ΔH=-5akJ/mol。根据反应热ΔH=反应物的总键能之和-生成物的总键能之和，设1molH-O键断裂时需要能量为x，有：，解得：，则1mol H2O(g)完全断键时吸收的能量为：4akJ。故答案为：4a。

（4）分析题给能量变化图可知，反应物所具有的能量低，生成物具有的能量高，则总反应为吸热反应，则反应物的总键能大于生成物的总键能，答案为：大于。

物质

CO2

(C=O)

CH4

(C-H)

P4

(P-P)

SiO2

(Si-O)

石墨

(C-C)

金刚石

(C-C)

S8

(S-S)

Si

(Si-Si)

键数

2

4

6

4

1.5

2

8

2