Question

【題目】(1)我國(guó)成功發(fā)射的“天宮一號(hào)”飛行器的外殼覆蓋了一種新型結(jié)構(gòu)陶瓷材料，其主要成分是氮化硅，該陶瓷材料可由石英固體與焦炭顆粒在高溫的氮?dú)饬髦型ㄟ^(guò)如下反應(yīng)制得：3SiO2＋6C＋2N2Si3N4＋6CO，該反應(yīng)變化過(guò)程中的能量變化如圖所示。

回答以下問(wèn)題。

(1)該反應(yīng)________(填“吸熱”或“放熱”)，反應(yīng)熱ΔH________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

(2)已知：

As（s）＋H2（g）＋2O2（g）=H3AsO4（s）　ΔH1

H2（g）＋O2（g）=H2O（l）　ΔH2

2As（s）＋O2（g）=As2O5（s）　ΔH3

則反應(yīng)As2O5（s）＋3H2O（l）=2H3AsO4（s）的ΔH＝__________。

(3)氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要應(yīng)用，減少氮的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容之一。已知：

①2NO（g）=N2（g）＋O2（g）　ΔH＝－180.5 kJ·mol－1

②C（s）＋O2（g）=CO2（g）　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1

③2C（s）＋O2（g）=2CO（g）　ΔH＝－221 kJ·mol－1

某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝，寫(xiě)出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：____________。

(4)甲烷的燃燒熱為890.3 kJ/ mol ，請(qǐng)寫(xiě)出表示CH4燃燒熱的熱化學(xué)方程式_____________。

(5)由圖可知，金剛石的穩(wěn)定性________石墨的穩(wěn)定性（填“＞”、“＜”或“＝”）。

(6)中和熱的測(cè)定裝置如圖所示：

圖中A的儀器名稱：__________________作用：____________________________

Answer 1

【答案】放熱 ＜ 2ΔH1－3ΔH2－ΔH3 2CO（g）＋2NO（g）=N2（g）＋2CO2（g）　ΔH＝－746.5 kJ·mol－1 CH4（g）＋2O2（g）=CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 小于 環(huán)形玻璃攪拌棒 攪拌使其充分反應(yīng)

【解析】

根據(jù)反應(yīng)前后物質(zhì)所含能量的大小關(guān)系可分析出反應(yīng)吸放熱類(lèi)型；根據(jù)蓋斯定律，通過(guò)其他焓變已知的熱化學(xué)方程式即可計(jì)算未知反應(yīng)的焓變；根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式可書(shū)寫(xiě)出相應(yīng)的反應(yīng)方程式，再根據(jù)蓋斯定律借助其他焓變已知的熱化學(xué)方程式即可計(jì)算未知反應(yīng)的焓變；書(shū)寫(xiě)表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式時(shí)，一定要注意燃燒熱的定義；根據(jù)物質(zhì)所含能量的多少，即可判斷物質(zhì)的穩(wěn)定性；在測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)中，用到的最為特別的儀器即為環(huán)形玻璃攪拌棒，一方面要注意該儀器的材質(zhì)為玻璃，另一方面注意該儀器并非普通的玻璃攪拌棒，但作用幾乎等同。

(1)由圖可知，反應(yīng)物的能量更高，因此該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，；

(2)由題可知，方程式Ⅳ：可由方程式Ⅰ：和方程式Ⅱ：以及方程式Ⅲ：，經(jīng)過(guò)如下運(yùn)算得到：Ⅳ=2Ⅰ-3Ⅱ-Ⅲ；因此其焓變可表示為：；

(3)由平衡常數(shù)表達(dá)式可知，該反應(yīng)的方程式為④：；其可由方程式①②③經(jīng)過(guò)如下運(yùn)算得到：④=①-③+2②，即方程式④的焓變可表示為ΔH4=ΔH1-ΔH3+2ΔH2，代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得該反應(yīng)焓變?yōu)?/span>-746.5kJ/mol，因此該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為： ；

(4)甲烷的燃燒熱為890.3kJ/mol，即1mol甲烷完全燃燒生成CO2和液態(tài)水會(huì)放出890.3kJ的熱量，所以表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為： ；

(5)由圖可知，金剛石所含的能量更高，所含能量越高的物質(zhì)越不穩(wěn)定，因此金剛石穩(wěn)定性小于石墨的穩(wěn)定性；

(6)在測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)中，使用的A是環(huán)形玻璃攪拌棒，其作用即攪拌溶液使酸與堿能充分反應(yīng)。