Question

（1）金剛石和石墨均為碳的同素異形體，它們在氧氣不足時燃燒生成一氧化碳，在氧氣充足時充分燃燒生成二氧化碳，反應中放出的熱量如圖所示．
①在通常狀況下，金剛石和石墨相比較，

 

（填“金剛石”或“石墨”）更活潑，石墨的燃燒熱△H=

 

．
②24g石墨在一定量空氣中燃燒，生成氣體80g，該過程放出的熱量為

 

．
（2）已知：N₂、O₂分子中化學鍵的鍵能分別是946kJ/mol、497kJ/mol．N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.0kJ/mol．NO分子中化學鍵的鍵能為

 

 kJ/mol．
（3）綜合上述有關(guān)信息，請寫出用CO除去NO的熱化學方程式：

 

．
（4）通常把拆開1mol化學鍵所吸收的熱量看成該化學鍵的鍵能．已知部分化學鍵的鍵能如表所示：

化學鍵	N-H	N-N	O═O	N≡N	O-H
鍵能（kJ/mol）	386	167	498	946	460

發(fā)射神舟飛船的長征火箭用了肼（N₂H₄，氣態(tài)）為燃料，試寫出它在氧氣中燃燒生成了N₂和氣態(tài)水的熱化學方程式

 

．

Answer 1

考點：反應熱和焓變,鍵能、鍵長、鍵角及其應用,熱化學方程式

專題：化學反應中的能量變化

分析：（1）①依據(jù)物質(zhì)能量越高，物質(zhì)越不穩(wěn)定；依據(jù)圖象判斷石墨的燃燒熱；
②依據(jù)極值計算判斷生成的氣體組成，結(jié)合熱化學方程式計算得到；
（2）據(jù)△H=反應物鍵能和-生成物鍵能和求算；
（3）利用蓋斯定律結(jié)合已知熱化學方程式計算反應熱，再寫出熱化學方程式；
（4）先寫出化學方程式，然后根據(jù)焓變=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能計算焓變．

解答： 解：（1）①圖象分析金剛石能量高于石墨，能量越低越穩(wěn)定，所以說明石墨穩(wěn)定，圖象分析1mol石墨完全燃燒生成1mol二氧化碳放出的熱量為393.5kJ，則石墨的燃燒熱為△H=-393.5kJ?mol^-1；
故答案為：石墨；-393.5kJ?mol^-1；
②24g石墨物質(zhì)的量為2mol，在一定量空氣中燃燒，依據(jù)元素守恒，若生成二氧化碳質(zhì)量為88g，若生成一氧化碳質(zhì)量為56g，生成氣體80g，56g＜80g＜88g，判斷生成的氣體為一氧化碳和二氧化碳氣體，設(shè)一氧化碳物質(zhì)的量為x，二氧化碳物質(zhì)的量為（2-x）mol，28x+44（2-x）=80g，x=0.5mol，二氧化碳物質(zhì)的量為1.5mol；依據(jù)圖象分析，C（石墨，s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5 kJ?mol^-1；C（石墨，s）+

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2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.5 kJ?mol^-1，生成二氧化碳和一氧化碳混合氣體放出熱量=393.5 kJ?mol^-1×1.5mol+110.5 kJ?mol^-1×0.5mol=645.5kJ，即24g石墨在一定量空氣中燃燒，生成氣體80g，該過程放出的熱量為645.5kJ；
故答案為：645.5KJ；
（2）△H=反應物鍵能和-生成物鍵能和，946kJ/mol+497kJ/mol-2Q（N-O）=180.0kJ/mol，Q（N-O）=631.5KJ/mol，故答案為：631.5；
（3）已知①C（石墨，s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5 kJ?mol^-1；
②C（石墨，s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.5 kJ?mol^-1；
③N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ?mol^-1；
由蓋斯定律：方程式①×2-②×2-③得 2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.0kJ?mol^-1；
故答案為：2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.0kJ?mol^-1；
（4）N₂H₄燃燒的化學方程式為N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g），△H=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能=167 kJ?mol^-1+386 kJ?mol^-1×4+498 kJ?mol^-1-946 kJ?mol^-1-460 kJ?mol^-1×4=-577 kJ?mol^-1，所以N₂H₄燃燒的熱化學方程式為N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-577 kJ?mol^-1．
故答案為：N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-577 kJ?mol^-1．

點評：本題考查了化學反應的能量變化與反應的焓變關(guān)系的分析判斷，圖象的綜合應用，讀懂圖象，焓變和活化能計算方法的理解是解題的關(guān)鍵．