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发生铝热反应的热化学方程式是3FeO（s）+2Al（s）=Al₂O3（s）+3Fe（s）△H=-859.7KJ/mol．
（2）请认真分析如图，然后回答问题：
①图中所示反应是放热（填“吸热”或“放热”）反应，该反应的△H=（E₂-E₁）kJ•mol^-1（用含E₁、E₂的代数式表示）．
②已知热化学方程式：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）；△H=-241.8kJ/mol．该反应的活化能为167.2kJ/mol，则其逆反应的活化能为409.0KJ/mol．
③对于同一反应，图中虚线（Ⅱ）与实线（Ⅰ）相比，活化能大大降低，活化分子的百分数增多，反应速率明显加快，你认为最可能的原因是使用了催化剂．

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；
依据盖斯定律计算②-①×3计算；
（2）①依据图象分析反应物的能量大于生成物的能量，反应放热；在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才能发生化学反应，反应需要能量；反应的焓变=生成物的能量-反应物的能量；
②反应的活化能是使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量，依据图象能量关系可知，逆反应的活化能=正反应的活化能+反应的焓变；
③对于同一反应，图中虚线（ II）与实线（ I）相比，活化能大大降低，活化分子的百分数增多，反应速率加快，说明反应的活化能降低焓变不变，平衡不动，结合影响所以速率的元素分析判断．

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；
依据盖斯定律计算②-①×3得到：3FeO（s）+2Al（s）=Al₂O₃（s）+3Fe（s）△H=-859.7KJ/mol；
故答案为：3FeO（s）+2Al（s）=Al₂O3（s）+3Fe（s）△H=-859.7KJ/mol；
（2）①依据图象分析反应物的能量大于生成物的能量，反应放热；在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才能发生化学反应，反应需要能量；反应的焓变=生成物的能量-反应物的能量，即△H=（E₂-E₁）kJ•mol^-1，
故答案为：放热；（E₂-E₁）kJ•mol^-1；
（2）反应的活化能是使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量，依据图象能量关系可知，逆反应的活化能=正反应的活化能+反应的焓变；H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1，该反应的活化能为167.2kJ•mol^-1，则其逆反应的活化能=167.2KJ/mol+241.8KJ/mol=409.0KJ/mol，
故答案为：409.0KJ/mol；
（3）对于同一反应，图中虚线（ II）与实线（ I）相比，活化能大大降低，活化分子的百分数增多，反应速率加快，说明反应的活化能降低焓变不变，平衡不动，化学反应速率影响因素中，催化剂有此作用，所以最有可能使用了催化剂，故答案为：使用了催化剂．

点评 本题考查了热化学方程式书写和盖斯定律计算以及化学反应的能量变化与反应的焓变关系的分析判断，反应活化能的判断计算，图象的综合应用，题目难度不大，读懂图象，焓变和活化能计算方法的理解是解题的关键．