Question

20．（1）已知：
①Fe（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═FeO（s）△H₁=-272.0kJ•mol^-1
②2Al（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═Al₂O₃（s）△H₂=-1675.7kJ•mol^-1
Al和FeO發生鋁熱反應的熱化學方程式是3FeO（s）+2Al（s）=Al₂O3（s）+3Fe（s）△H=-859.7KJ/mol．
（2）請認真分析如圖，然后回答問題：
①圖中所示反應是放熱（填“吸熱”或“放熱”）反應，該反應的△H=（E₂-E₁）kJ•mol^-1（用含E₁、E₂的代數式表示）．
②已知熱化學方程式：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）；△H=-241.8kJ/mol．該反應的活化能為167.2kJ/mol，則其逆反應的活化能為409.0KJ/mol．
③對于同一反應，圖中虛線（Ⅱ）與實線（Ⅰ）相比，活化能大大降低，活化分子的百分數增多，反應速率明顯加快，你認為最可能的原因是使用了催化劑．

Answer 1

分析 （1）①Fe（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═FeO（s）△H₁=-272.0kJ•mol^-1；
②2Al（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═Al₂O₃（s）△H₂=-1675.7kJ•mol^-1；
依據蓋斯定律計算②-①×3計算；
（2）①依據圖象分析反應物的能量大于生成物的能量，反應放熱；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能發生化學反應，反應需要能量；反應的焓變=生成物的能量-反應物的能量；
②反應的活化能是使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量，依據圖象能量關系可知，逆反應的活化能=正反應的活化能+反應的焓變；
③對于同一反應，圖中虛線（ II）與實線（ I）相比，活化能大大降低，活化分子的百分數增多，反應速率加快，說明反應的活化能降低焓變不變，平衡不動，結合影響所以速率的元素分析判斷．

解答 解：（1）①Fe（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═FeO（s）△H₁=-272.0kJ•mol^-1；
②2Al（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═Al₂O₃（s）△H₂=-1675.7kJ•mol^-1；
依據蓋斯定律計算②-①×3得到：3FeO（s）+2Al（s）=Al₂O₃（s）+3Fe（s）△H=-859.7KJ/mol；
故答案為：3FeO（s）+2Al（s）=Al₂O3（s）+3Fe（s）△H=-859.7KJ/mol；
（2）①依據圖象分析反應物的能量大于生成物的能量，反應放熱；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能發生化學反應，反應需要能量；反應的焓變=生成物的能量-反應物的能量，即△H=（E₂-E₁）kJ•mol^-1，
故答案為：放熱；（E₂-E₁）kJ•mol^-1；
（2）反應的活化能是使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量，依據圖象能量關系可知，逆反應的活化能=正反應的活化能+反應的焓變；H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1，該反應的活化能為167.2kJ•mol^-1，則其逆反應的活化能=167.2KJ/mol+241.8KJ/mol=409.0KJ/mol，
故答案為：409.0KJ/mol；
（3）對于同一反應，圖中虛線（ II）與實線（ I）相比，活化能大大降低，活化分子的百分數增多，反應速率加快，說明反應的活化能降低焓變不變，平衡不動，化學反應速率影響因素中，催化劑有此作用，所以最有可能使用了催化劑，故答案為：使用了催化劑．

點評 本題考查了熱化學方程式書寫和蓋斯定律計算以及化學反應的能量變化與反應的焓變關系的分析判斷，反應活化能的判斷計算，圖象的綜合應用，題目難度不大，讀懂圖象，焓變和活化能計算方法的理解是解題的關鍵．