Question

【题目】参考下列图表和有关要求回答问题：

(1)图Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E2的变化是________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，ΔH的变化是________。请写出NO2和CO反应的热化学方程式：_________。

(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是：

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

则甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式：____________________________________。

(3)下表是部分化学键的键能数据：

化学键	P—P	P—O	O=O	P=O
键能(kJ·mol－1)	198	360	498	x

已知1 mol白磷(P4)完全燃烧放热为1194kJ，白磷及其完全燃烧的产物结构如图Ⅱ所示，则表中x＝________ kJ·mol－1

Answer 1

【答案】减小 不变 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)加入催化剂能降低反应所需的活化能，但是不改变反应物的总能量和生成物的总能量，由图可知，1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO放出热量368 kJ-134 kJ=234kJ，根据热化学方程式书写原则进行书写；

(2)依据热化学方程式，利用盖斯定律进行计算；

(3)白磷燃烧的方程式为P4+5O2=P4O10，根据化学键的断裂和形成的数目进行计算。

(1)加入催化剂能降低反应所需的活化能，则E1和E2都减小，催化剂不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差，即反应热不改变，所以催化剂对反应热无影响，由图可知，1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO放出热量368 kJ-134 kJ=234kJ，反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-234 kJmol-1，故答案为：减小；不变；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，依据盖斯定律计算(②×3-①×2+③×2)得到CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-764.7kJ/mol，故答案为：CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-764.7kJ/mol；

(3)白磷燃烧的方程式为P4+5O2=P4O10，1mol白磷完全燃烧需拆开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，故答案为：138。