题目

已知(Br)_2((g))、(CO)((g))、(CO)_2((g))、(NO)((g))、(NO)_2((g))在室温下的Delta_(f)H_(m)^circ分别为30.91(kJ) cdot (mol)^-1、-110(kJ) cdot (mol)^-1、-394(kJ) cdot (mol)^-1、90.25(kJ) cdot (mol)^-1、33.1(kJ) cdot (mol)^-1。则它们室温下稳定性顺序正确的是()A. (CO)_2 > (CO) > (Br)_2 > (NO)_2 > (NO);B. (Br)_2 > (CO)_2 > (CO) > (NO)_2 > (NO);C. (CO)_2 > (CO) > (NO)_2 > (NO) > (Br)_2;D. (NO) > (NO)_2 > (Br)_2 > (CO) > (CO)_2;

已知$\text{Br}_2(\text{g})$、$\text{CO}(\text{g})$、$\text{CO}_2(\text{g})$、$\text{NO}(\text{g})$、$\text{NO}_2(\text{g})$在室温下的$\Delta_{f}H_{m}^{\circ}$分别为$30.91\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$、$-110\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$、$-394\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$、$90.25\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$、$33.1\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$。则它们室温下稳定性顺序正确的是() A. $\text{CO}_2 > \text{CO} > \text{Br}_2 > \text{NO}_2 > \text{NO}$; B. $\text{Br}_2 > \text{CO}_2 > \text{CO} > \text{NO}_2 > \text{NO}$; C. $\text{CO}_2 > \text{CO} > \text{NO}_2 > \text{NO} > \text{Br}_2$; D. $\text{NO} > \text{NO}_2 > \text{Br}_2 > \text{CO} > \text{CO}_2$;

题目解答

答案

根据题目给出的Δ_fH_m^θ值： - CO₂：-394 kJ/mol（最稳定） - CO：-110 kJ/mol - Br₂：30.91 kJ/mol - NO₂：33.1 kJ/mol - NO：90.25 kJ/mol（最不稳定） 按Δ_fH_m^θ从小到大排序： CO₂ < CO < Br₂ < NO₂ < NO 对应稳定性顺序为： CO₂ > CO > Br₂ > NO₂ > NO 答案：A. CO₂ > CO > Br₂ > NO₂ > NO

解析

本题考查根据标准摩尔生成焓（$\Delta_{f}H_{m}^{\circ}$）判断物质的稳定性。解题思路是明确标准摩尔生成焓的含义，即由最稳定的单质生成单位物质的量的纯物质时的焓变。一般来说，标准摩尔生成焓的绝对值越大，物质越不稳定；标准摩尔生成焓的绝对值越小，物质越稳定。

下面根据各物质的$\Delta_{f}H_{m}^{\circ}$值来判断稳定性顺序：

  • $\text{CO}_2(\text{g})$的$\Delta_{f}H_{m}^{\circ}=-394\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$，其绝对值为$394\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$。
  • $\text{CO}(\text{g})$的$\Delta_{f}H_{m}^{\circ}=-110\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$，其绝对值为$110\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$。
  • $\text{Br}_2(\text{g})$的$\Delta_{f}H_{m}^{\circ}=30.91\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$，其绝对值为$30.91\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$。
  • $\text{NO}_2(\text{g})$的$\Delta_{f}H_{m}^{\circ}=33.1\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$，其绝对值为$33.1\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$。
  • $\text{NO}(\text{g})$的$\Delta_{f}H_{m}^{\circ}=90.25\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$，其绝对值为$90.25\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$。

比较各物质$\Delta_{f}H_{m}^{\circ}$绝对值大小可得：$394 \gt 110 \gt 90.25 \gt 33.1 \gt 30.91$，即$\vert\Delta_{f}H_{m}^{\circ}(\text{CO}_2)\vert \gt \vert\Delta_{f}H_{m}^{\circ}(\text{CO})\vert \gt \vert\Delta_{f}H_{m}^{\circ}(\text{NO})\vert \gt \vert\Delta_{f}H_{m}^{\circ}(\text{NO}_2)\vert \gt \vert\Delta_{f}H_{m}^{\circ}(\text{Br}_2)\vert$。

根据标准摩尔生成焓与稳定性的关系，可知稳定性顺序为：$\text{CO}_2 \gt \text{CO} \gt \text{NO} \gt \text{NO}_2 \gt \text{Br}_2$。