Question

【題目】參考下列圖表和有關(guān)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，E2的變化是________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，ΔH的變化是________。請(qǐng)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氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是：

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

又知③H2O(g)=H2O(l)　ΔH＝－44 kJ·mol－1

則甲醇燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：____________________________________。

(3)下表是部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)：

化學(xué)鍵	P—P	P—O	O=O	P=O
鍵能(kJ·mol－1)	198	360	498	x

已知1 mol白磷(P4)完全燃燒放熱為1194kJ，白磷及其完全燃燒的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)如圖Ⅱ所示，則表中x＝________ kJ·mol－1

Answer 1

【答案】減小 不變 NO2(g) +CO(g)=NO(g) +CO2(g) △H=-234kJ·mol-1 CH3OH(g) +O2(g)= CO2(g) +2H2O(l) △H=-764.7kJ·mol-1 138

【解析】

(1)加入催化劑能降低反應(yīng)所需的活化能，但是不改變反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量，由圖可知，1mol NO2和1mol CO反應(yīng)生成CO2和NO放出熱量368 kJ-134 kJ=234kJ，根據(jù)熱化學(xué)方程式書寫原則進(jìn)行書寫；

(2)依據(jù)熱化學(xué)方程式，利用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算；

(3)白磷燃燒的方程式為P4+5O2=P4O10，根據(jù)化學(xué)鍵的斷裂和形成的數(shù)目進(jìn)行計(jì)算。

(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，即反應(yīng)熱不改變，所以催化劑對(duì)反應(yīng)熱無影響，由圖可知，1mol NO2和1mol CO反應(yīng)生成CO2和NO放出熱量368 kJ-134 kJ=234kJ，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-234 kJmol-1，故答案為：減小；不變；NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-234 kJmol-1；

(2)①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H=+49.0 kJ/mol，②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) △H=-192.9 kJ/mol，又知③H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ/mol，依據(jù)蓋斯定律計(jì)算(②×3-①×2+③×2)得到CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-764.7kJ/mol，故答案為：CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-764.7kJ/mol；

(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(6mol×198kJ/mol+5 mol×498 kJ/mol)-12mol×360kJ/mol+4mol×xkJ/mol=-1194kJ/mol，解得：x=138，故答案為：138。