Question

【題目】參考下列圖表和有關要求回答問題。

(1)圖Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 molCO(g)反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，若在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E1的變化是________，ΔH的變化是________(填“增大”“減小”或“不變”)。請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式____________________；

圖Ⅰ

(2)甲醇質子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的兩種反應原理是：

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

則甲醇完全燃燒的熱化學方程式為________________________；

(3)下表是部分化學鍵的鍵能數據：

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

已知白磷的標準燃燒熱ΔH為－d kJ·mol－1，白磷及其完全燃燒的產物結構如圖Ⅱ所示，則上表中x＝__________kJ·mol－1(用含有a、b、c、d的代數式表示)。

圖Ⅱ

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)－ (12b－d－6a－5c)或(d＋6a＋5c－12b)；

【解析】

試題分析：(1)加入催化劑能降低反應所需的活化能，則E1和E2都減小，催化劑不能改變反應物的總能量和生成物的總能量之差，即反應熱不改變，所以催化劑對反應熱無影響，由圖可知，1mol NO2和1mol CO反應生成CO2和NO放出熱量368-134=234kJ，反應熱化學方程式為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)利用蓋斯定律進行計算，

①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H=+49.0kJmol-1，

②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) △H=-192.9kJmol-1，

又知 ③H2O(g)=H2O(l)△H=-44kJ/mol，

依據蓋斯定律計算(②×3-①×2+③×2)×，

得到CH3OH(g)+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=kJ/mol，故答案為：。