Question

（Ⅰ）保護(hù)環(huán)境已成為當(dāng)前和未來的一項(xiàng)全球性重大課題．為解決目前燃料使用過程中的環(huán)境污染問題，并緩解能源危機(jī)，有的專家提出利用太陽能促使燃料循環(huán)使用的構(gòu)想，如圖1所示：
請(qǐng)回答下列問題：

（1）過程Ⅰ的能量轉(zhuǎn)化形式為

 

能轉(zhuǎn)化為

 

能．
（2）上述轉(zhuǎn)化過程中，△H₁和△H₂的關(guān)系是

 

．
（3）斷裂1mol化學(xué)鍵所需的能量見下表：

共價(jià)鍵	H-N	H-O	N≡N	O═O
斷裂1mol化學(xué)鍵所需能量/（kJ?mol-1）	393	460	941	499

常溫下，N₂與H₂O反應(yīng)生成NH₃的熱化學(xué)方程式為

 

．
（Ⅱ）在一試管中加入0.01mol/L的KMnO₄酸性溶液和0.1mol/L H₂C₂O₄溶液，在恒溫下發(fā)生如下反應(yīng)：
2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂+8H₂O；5分鐘后測(cè)得Mn²⁺的濃度為0.004mol/L；
（4）試計(jì)算0-5分鐘內(nèi)，v（H₂C₂O₄）=

 

；
（5）如果反應(yīng)從開始進(jìn)行一段時(shí)間后，速率-時(shí)間圖象如圖2：試解釋t₁-t₂，t₂-t₃速率變化的原因．

 

．

Answer 1

分析：Ⅰ（1）過程Ⅰ是太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；
（2）根據(jù)蓋斯定律和能量守恒定律分析；
（3）依據(jù)反應(yīng)的焓變=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和，依據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法寫出；
Ⅱ（4）根據(jù)已知數(shù)據(jù)求出v（MnSO₄），然后根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算；
（5）由圖象可知反應(yīng)速率先增大后減小，影響因素分別為溫度和濃度、催化劑．

解答：解：Ⅰ（1）由圖可知，過程Ⅰ是太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故答案為：太陽；化學(xué)；
（2）由蓋斯定律和能量守恒定律定律可知，△H₁=-△H₂，故答案為：△H₁=-△H₂；
（3）常溫下，N₂與H₂O反應(yīng)生成NH₃的反應(yīng)為：2N₂（g）+6H₂O（l）=4NH₃（g）+3O₂（g），
反應(yīng)焓變△H=2×941KJ/mol+6×2×460KJ/mol-（4×3×393KJ/mol+3×499KJ/mol）=1189KJ/mol，
熱化學(xué)方程式為2N₂（g）+6H₂O（l）=4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+1189KJ/mol，
故答案為：2N₂（g）+6H₂O（l）=4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+1189KJ/mol；
（4）v（MnSO₄）=

0.004mol/L

5min

=0.0008mol/（L﹒min），v（H₂C₂O₄）=

5

2

×v（MnSO₄）=

5

2

×0.0008mol/（L﹒min）=0.002mol/（L﹒min），
故答案為：0.002mol/（L﹒min）；
（5）酸性高錳酸鉀和草酸反應(yīng)，為放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溫度逐漸升高，則在t₁～t₂時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)的速率逐漸增大，另外反應(yīng)產(chǎn)生的錳離子對(duì)反應(yīng)有催化作用，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液濃度逐漸降低，則t₂～t₃時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)的速率逐漸減慢，
故答案為：Mn²⁺作催化劑、反應(yīng)物濃度降低．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了常見能量轉(zhuǎn)化形式、反應(yīng)熱和焓變計(jì)算、化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算和化學(xué)平衡的影響因素，題目綜合性強(qiáng)，有助于培養(yǎng)學(xué)生綜合分析、解題能力．