Question

【題目】化學反應伴隨能量變化，其中能量的主要形式是熱能。

I：如圖所示，把試管放入盛有25℃飽和澄清石灰水的燒杯中，往試管中放入幾小塊鎂片，再用滴管滴入5mL鹽酸于試管中，試回答下列問題：

(1)實驗中觀察到的現象是________________________。

(2)產生上述現象的原因是________________________。

(3)寫出有關反應的離子方程式__________________________。

(4)由實驗推知，MgCl2和H2的總能量________(填“大于”“小于”或“等于”)鎂片和HCl的總能量。

II：從能量變化的角度研究反應：2H2＋O2=2H2O。

(1)如圖能正確表示該反應中能量變化的是_________。

(2)已知斷開或形成1 mol化學鍵吸收或放出的能量，叫做該化學鍵的鍵能，單位為kJ·mol－1。一些鍵能數據如下表：

化學鍵	H—H	O=O	H—O
鍵能(kJ·mol－1)	436	496	463

請回答：

斷裂反應物2 mol H2和1 mol O2的化學鍵，需要_______的總能量為______kJ；形成生成物2 mol H2 O的化學鍵，需要______的總能量為______kJ。所以該反應能量變化值的大小 ____________ kJ（填數值）。

Answer 1

【答案】鎂片逐漸溶解，有大量氣泡產生，燒杯中溶液變渾濁 鎂與鹽酸反應產生氫氣，該反應為放熱反應，Ca(OH)2在水中的溶解度隨溫度升高而減小，故析出Ca(OH)2晶體 Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑ 小于 A 吸收 1368 放出 1852 484

【解析】

Ⅰ.試管放入盛有25℃飽和澄清石灰水的燒杯中，往試管中放入幾小塊鎂片，再用滴管滴入5mL鹽酸于試管中，鎂是活潑金屬，可與酸發生反應，反應放熱，由于Ca(OH)2的溶解度隨溫度的升高而降低，因此隨著反應的進行會有Ca(OH)2析出，從而飽和石灰水變渾濁，據此分析解答；

Ⅱ.(1)反應物的總能量大于生成物的總能量時，反應為放熱反應，反應物的總能量小于生成物的總能量時，反應為吸熱反應，氫氣與氧氣反應生成水為放熱反應，據此分析解答；

(2)1molH2中含有1molH—H鍵，1molO2中含有1molO—O鍵，1molH2O含有2molH—O鍵，結合鍵能數據進行計算。

Ⅰ.(1)鎂與稀鹽酸會發生反應：Mg+2HCl=MgCl2+H2↑，該反應為放熱反應，因Ca(OH)2溶解度隨溫度升高而降低，故實驗現象為：鎂片上有大量氣泡產生，鎂片逐漸溶解，燒杯中溶液變渾濁，故答案為：鎂片上有大量氣泡產生，鎂片逐漸溶解，燒杯中溶液變渾濁；

(2)由(1)分析可知，產生上述現象的原因是：鎂與鹽酸反應生成氫氣，且該反應放熱，Ca(OH)2的溶解度隨溫度升高而減小，故有固體析出，故答案為：鎂與鹽酸反應生成氫氣，且該反應放熱，Ca(OH)2的溶解度隨溫度升高而減小，故有固體析出；

(3)鎂與鹽酸反應的離子方程式為：Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑，故答案為：Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑；

(4)該反應為放熱反應，即反應物總能量高于生成物總能量，故MgCl2溶液和H2的總能量小于鎂片和鹽酸的總能量，故答案為：小于；

Ⅱ.(1)氫氣燃燒是放熱反應，這說明反應物的總能量高于生成物的總能量，因此能正確表示該反應中能量變化的是A，故答案為：A；

(2)由于斷鍵吸收能量，則拆開2molH2化學鍵需要吸收2mol×436kJ/mol＝872kJ，拆開1molO2化學鍵需要吸收能量是1mol×496kJ/mol＝496kJ，則斷鍵共需要吸收的能量是872kJ+496kJ＝1368kJ；形成4molH-O鍵放出的能量是4mol×463kJ/mol＝1852kJ，所以2mol氫氣反應最終放出的能量是1852kJ－1368kJ＝484kJ，故答案為：吸收；1368；放出；1852；484。