Question

【題目】請參考題中圖表，已知E1＝134 kJ·mol－1、E2＝368 kJ·mol－1，根據(jù)要求回答問題：

（1）圖Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖，若在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E1的變化是__________(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，ΔH的變化是__________。請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式___________________。

（2）甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：

①CH3OH(g)＋H2O(g)==CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1

②CH3OH(g)＋O2(g)==CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·mol－1

且H2O(g)==H2O(l) ΔH＝－44 kJ·mol－1，則甲醇蒸汽燃燒為液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為_______________。

（3）如表所示是部分化學(xué)鍵的鍵能參數(shù)：

化學(xué)鍵	P—P	P—O	O===O	P===O
鍵能/kJ·mol－1	a	b	c	x

已知白磷的燃燒熱為d kJ·mol－1，白磷及其完全燃燒的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)如圖Ⅱ所示，則表中x＝__________ kJ·mol－1(用含a、b、c、d的代表數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】(1)減小 不變 NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234 kJ·mol－1

(2)CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－764.7 kJ·mol－1

(3)(d＋6a＋5c－12b)

【解析】本題考查反應(yīng)熱和焓變，熱化學(xué)方程式的書寫，用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算等知識。注意蓋斯定律的應(yīng)用和物質(zhì)聚集狀態(tài)的標(biāo)注。另外特別注意分析白磷和P4O10的分子結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確判斷共價(jià)鍵的數(shù)目。

（1）加入催化劑能降低反應(yīng)所需的活化能，則E1和E2都減小；催化劑不能改變反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量之差，即催化劑對反應(yīng)熱無影響，所以反應(yīng)熱ΔH不變；，由圖可知，1mol NO2和1mol CO反應(yīng)生成CO2和NO放出熱量368-134=234kJ，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為NO2(g)＋CO(g)= CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234 kJ·mol－1 。

（2）①CH3OH(g)＋H2O(g)==CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1、②CH3OH(g)＋O2(g)== CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·mol－1、③H2O(g)==H2O(l) ΔH＝－44 kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律計(jì)算（②×3-①×2+③×2）× 得到 CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－764.7 kJ·mol－1 。

（3）白磷燃燒的方程式為P4+5O2=P4O10，1mol白磷完全燃燒需拆開6mol P-P、5mol O=O，形成12molP-O、4mol P=O，所以12mol×bkJ/mol+4mol×xkJ/mol-（6mol×a kJ/mol+5 mol×c kJ/mol）=dkJ/mol，x= (d＋6a＋5c－12b)kJ·mol－1。