Question

6．為了研究化學反應A+B═C+D的能量變化情況，某同學設計了如圖所示裝置．當向盛有A的試管中滴加試劑B時，看到U形管中甲處液面下降乙處液面上升．試回答下列問題：
（1）該反應為放熱反應（填“放熱”或“吸熱”）．
（2）A和B的總能量比C和D的總能量高（填“高”或“低”）．
（3）物質中的化學能通過化學反應轉化成熱能釋放出來．
（4）反應物化學鍵斷裂吸收的能量低（填“高”或“低”）于生成物化學鍵形成放出的能量．
（5）寫出一個符合題中條件的化學方程式：2Al+6HCl=AlCl₃+3H₂↑
Ⅱ．已知：P₄（白磷，s）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H=-2 983.2kJ•mol-1 ①
P（紅磷，s）+$\frac{5}{4}$O₂（g）═$\frac{1}{4}$P₄O₁₀（s）△H=-738.5kJ•mol^-1 ②
則白磷轉化為紅磷的熱化學方程式為P₄（白磷，s）=4P（紅磷，s）△H=-29.2kJ/mol．相同狀況下，能量狀態(tài)較低的是紅磷；白磷的穩(wěn)定性比紅磷低（填“高”或“低”）．

Answer 1

分析 Ⅰ．當向盛有A的試管中滴加試劑B時，看到U型管中甲處液面下降乙處液面上升，根據(jù)氣體具有熱脹冷縮的性質，可以判斷反應的吸放熱情況，根據(jù)反應物和生成物能量之間的關系與反應的吸放熱之間的關系以及化學鍵斷裂和生成過程的能量變化進行回答；
Ⅱ．P₄（s，白磷）+5O₂（g）=P₄O₁₀（s）△H₁=-2983.2kJ/mol…①
P（紅磷，s）+$\frac{5}{4}$O₂（g）═$\frac{1}{4}$P₄O₁₀（s）△H=-738.5kJ•mol^-1 ②
根據(jù)蓋斯定律：①-②×4可得：P₄（s，白磷）=4P（s，紅磷），據(jù)此計算出該反應的焓變，然后書寫熱化學方程式；根據(jù)物質的總能量與反應熱的關系判斷，能量越高物質越穩(wěn)定．

解答 解：Ⅰ．（1）由于發(fā)生反應A+B═C+D，U型管中甲處液面下降乙處液面上升，根據(jù)氣體具有熱脹冷縮的性質可以判斷該反應為放熱反應，
故答案為：放熱；
（2）由于A+B═C+D的反應為吸熱反應，所以A和B的總能量比C和D的總能量高，
故答案為：高；
（3）化學變化伴隨著物質和能量變化，物質中的化學能通過化學反應轉化成熱能釋放出來，
故答案為：熱能；
（4）化學反應中舊鍵斷裂吸收能量，新鍵生成放出能量，該反應為吸熱反應，則反應物化學鍵斷裂吸收的能量低于生成物化學鍵形成放出的能量，
故答案為：低；
（5）該反應為放熱反應，且不需要加熱既能夠發(fā)生，如鋁與稀鹽酸的反應為放熱反應，該反應的化學方程式為：2Al+6HCl=AlCl₃+3H₂↑，
故答案為：2Al+6HCl=AlCl₃+3H₂↑；
Ⅱ．P₄（s，白磷）+5O₂（g）=P₄O₁₀（s）△H₁=-2983.2kJ/mol…①
P（紅磷，s）+$\frac{5}{4}$O₂（g）═$\frac{1}{4}$P₄O₁₀（s）△H=-738.5kJ•mol^-1 ②
根據(jù)蓋斯定律①-②×4可得：P₄（s，白磷）=4P（s，紅磷）△H=（-2983.2kJ/mol）-（-738.5kJ）×4=-29.2kJ/mol，
說明白磷轉化為紅磷是放熱反應，相同的狀況下，能量比白磷低，由于能量越低物質越穩(wěn)定，則白磷的穩(wěn)定性比紅磷低，
故答案為：P₄（白磷，s）=4 P（紅磷，s）△H=-29.2 kJ/mol；紅磷；低．

點評 本題考查了反應熱與焓變的綜合應用，題目難度中等，明確化學反應與能量變化的關系為解答關鍵，注意掌握蓋斯定律的內容及應用方法，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及靈活應用基礎知識的能力．