Question

【題目】近年來，全國部分地區(qū)被霧霾籠罩，機(jī)動(dòng)車尾氣排放成為引發(fā)霧霾的罪魁禍?zhǔn)住Ｌ岣呖諝赓|(zhì)量，減少機(jī)動(dòng)車尾氣排放成為當(dāng)務(wù)之急。汽車內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)引起反應(yīng)：N2(g)＋O2(g) 2NO(g)，是導(dǎo)致汽車尾氣中含有NO的原因之一。已知斷裂某些共價(jià)鍵需要的能量如表：

斷裂的共價(jià)鍵	O =O	N≡N	N—O
需要的能量	495 kJ·mol－1	945 kJ·mol－1	630 kJ·mol－1

(1)機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)引發(fā)N2和O2的反應(yīng)，該反應(yīng)是____(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)，1 molO2與1 molN2的總能量比2 molNO的總能量___(填“大”或“小”)。

(2)N2與O2合成NO的熱化學(xué)方程式可以表示為N2(g)＋O2(g)=NO(g)ΔH，則ΔH＝_____。

(3)NO與CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可以表示為2NO(g)＋2CO(g)=2CO2(g)＋N2(g) ΔH＝a kJ·mol－1，但該反應(yīng)的速率很小，若使用機(jī)動(dòng)車尾氣催化轉(zhuǎn)化器，尾氣中的NO與CO可以轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)排出。上述反應(yīng)在使用“催化轉(zhuǎn)化器”后，a___(填“增大”“減小”或“不變”)。

(4)已知：①Fe(s)＋O2(g)=FeO(s) ΔH1＝－275.0 kJ·mol－1；

②2Al(s)＋O2(g)=Al2O3(s) ΔH2＝－1 675.0 kJ·mol－1。

Al和FeO發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_______。

Answer 1

【答案】吸熱 小 +90 kJ·mol－1 不變 2Al(s)＋3FeO(s) =Al2O3(s)＋3Fe(s) ΔH＝－850 kJ·mol－1

【解析】

(1)根據(jù)圖示數(shù)據(jù)，結(jié)合焓變=反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵吸收的能量-生成物形成化學(xué)鍵放出的能量，計(jì)算判斷；

(2)根據(jù)焓變=反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵吸收的能量-生成物形成化學(xué)鍵放出的能量計(jì)算解答；

(3)催化劑只能改變反應(yīng)的速率，不能改變反應(yīng)熱的大�。�

(4)根據(jù)蓋斯定律分析解答。

(1)焓變ΔH=反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵吸收的能量-生成物形成化學(xué)鍵放出的能量，根據(jù)圖示數(shù)據(jù)可知，N2+O2═2NO，△H=945kJ/mol+495kJ/mol-2×630kJ/mol=+180kJ/mol＞0，是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，即1molO2與1molN2的總能量比2molNO的總能量小，故答案為：吸熱；��；

(2)N2+O2═2NO，△H=945kJ/mol+495kJ/mol-2×630kJ/mol=+180kJ/mol，則N2(g)+O2(g)═NO(g)的△H=×(+180kJ/mol)=+90kJ/mol，故答案為：+90kJ/mol；

(3)催化劑只改變反應(yīng)速率，不改變化學(xué)平衡，不改變反應(yīng)的反應(yīng)熱，所以2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)△H=akJmol-1，使用機(jī)動(dòng)車尾氣催化轉(zhuǎn)化器，a值不變，故答案為：不變；

(4)①Fe(s)+O2(g)=FeO(s)△H=-275.0kJmol-1，②2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s)△H=-1675.0kJmol-1，由蓋斯定律②-①×3計(jì)算得到：3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s)△H=-850kJ/mol，故答案為：3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s)△H=-850kJ/mol。