Question

20．請參考題中圖表，已知E₁=134kJ•mol^-1、E₂=368kJ•mol^-1，根據(jù)要求回答問題：

（1）圖Ⅰ是1mol NO₂（g）和1mol CO（g）反應(yīng)生成1mol CO₂（g）和1mol NO（g）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的變化是減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“減小”或“不變”，下同），△H的變化是不變．請寫出NO₂和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：NO₂ （g）+CO （g）═CO₂ （g）+NO （g）△H=-234 kJ•mol^-1．
（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)熱化學(xué)方程式如下：
①CH₃OH（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+3H₂（g）△H=+49.0kJ•mol^-1
②CH₃OH（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂（g）△H=-192.9kJ•mol^-1
又知③H₂O（g）═H₂O（l）△H=-44kJ•mol^-1，則甲醇蒸汽燃燒為液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為CH₃OH （g）+$\frac{3}{2}$O₂ （g）═CO₂ （g）+2 H₂O （l）△H=-764.7 kJ•mol^-1．
（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=$\frac{1}{4}$（d+6a+5c-12b） kJ•mol^-1（用含a、b、c、d的代表數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 （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368-134=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．

解答 解：（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368-134=234kJ，反應(yīng)熱化學(xué)方程式為NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ•mol^-1，
故答案為：減��；不變；NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ•mol^-1；
（2）利用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算，
①CH₃OH（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+3H₂（g）△H=+49.0kJ•mol^-1
②CH₃OH（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂（g）△H=-192.9kJ•mol^-1
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）×$\frac{1}{2}$得到CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726 KJ/mol；
故答案為：CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726 KJ/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12mol×bkJ/mol+4mol×xkJ/mol-（6mol×a kJ/mol+5 mol×c kJ/mol）=dkJ/mol，
x=$\frac{1}{4}$（d+6a+5c-12b）kJ/mol，
故答案為：$\frac{1}{4}$（d+6a+5c-12b）．

點(diǎn)評 本題考查較為綜合，題目難度中等，本題注意熱化學(xué)方程式的書寫方法和計(jì)算應(yīng)用，注意焓變計(jì)算和物質(zhì)聚集狀態(tài)的標(biāo)注，學(xué)習(xí)中要準(zhǔn)確把握，另外注意反應(yīng)熱的計(jì)算，特別是注意分析白磷的氧化磷的分子結(jié)構(gòu)，正確判斷共價(jià)鍵的類型和數(shù)目．