Question

研究化学反应时，既要关注物质变化， 又要关注能量变化。请回答以下问题．

(1)氢气在氧气中燃烧 ，破坏1mol H-H 键吸收Q₁ kJ 的热量，破坏 1 mol O=O 键吸收Q₂kJ 的热量， 形成 1 mol H—O 键释放Q₃kJ 的热量，则下列关系式正确的是。_____ (填字母序号)

A 2Q₁+Q₂>4Q₃             B Q₁+Q ₂<Q₃ 

C 2Q ₁+ Q ₂<4Q₃         D 2 Q₁+Q ₂=4Q₃

(2)用CH₄催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。

已知：①2N₂(g)+ CO₂(g)+ 2H₂O(g)= CH₄(g)+ 4NO(g)    ΔH₁=akJ/mol

②CH₄(g)+ 4NO₂(g)= 4 NO(g)+ CO₂(g) + 2 H₂O(g)    ΔH₂ = b kJ/mol

③H₂O(1)= H₂O(g)ΔH₃ =c kJ/mol

则CH₄(g)+2NO₂(g)=N₂(g)+ CO₂(g)+ 2H₂O(1)   ΔH=_______kJ/mol (用含a、b、c的代数式表示)。

(3)红磷 P(s)和Cl₂(g) 发生反应生成PCl₃(g)和 PCl₅(g), 反应过程中的热量关系如图所示(图中的ΔH表示生成 1mol 产物的数据)。

根据如图回答下列问题：

①写出P(s)和Cl₂(g)反应生成PCl₅(g)的热化学方程式________；

②已知：常温时红磷比白磷稳定，比较下列反应中ΔH 的大小：ΔH₁ ___ ΔH₂(填“> ”、“< ”或“= ”)。

i.P₄(白磷，s)+5O₂(g)= 2P₂O₅(s)   ΔH₁< 0

ii.4P(红磷，s)+5O₂(g)=22P₂O₅(s) ΔH₂< 0

Answer

C. 1/2(b-a)-2c P(s)+5/2Cl2(g)=PCl5(g) ΔH=-399 kJ/mol <

【解析】

(1)△H＝反应物键能总和−生成物键能总和，该反应是放热反应，则△H<0；

(2)根据盖斯定律计算所求反应的焓变；

(3)根据反应物的总能量、中间产物的总能量以及最终产物的总能量，结合化学方程式以及热化学方程式的书写方法解答，注意盖斯定律的应用；

(1)2H2(g)＋O2(g)═2H2O(g)△H<0，△H＝反应物键能总和−生成物键能总和，在该反应中破坏2 mol H−H键、1 mol O═O键，形成4 mol H−O键，则2Q1＋Q2−4Q3<0，则2Q1＋Q2<4Q3，

故答案为：C；

(2) 根据盖斯定律可知，该反应可由得到，则ΔH==1/2(b-a)-2c，故答案为：1/2(b-a)-2c；

(3) ①由能量变化图可知，P(s)和Cl2(g)分两步反应生成1mol PCl5(g)的△H＝(-306 kJ/mol)+(-93 kJ/mol)=-399 kJ/mol，P(s)和Cl2(g)反应生成PCl5(g)的热化学方程式P(s)+5/2Cl2(g)=PCl5(g) ΔH=-399 kJ/mol，故答案为：P(s)+5/2Cl2(g)=PCl5(g) ΔH=-399 kJ/mol；

②根据盖斯定律可知：P4(白磷，s)=4P(红磷，s)的反应可由反应i- ii得到，则该反应的反应热ΔH=ΔH1-ΔH2，由题意白磷比红磷稳定，可知白磷的能量低，红磷的能量高，该反应应为吸热反应，即ΔH=ΔH1-ΔH2<0，则ΔH1<ΔH2，故答案为：<；