Question

1918年，Lewis提出反应速率的碰撞理论：反应物分子间的相互碰撞是反应进行的必要条件，但并不是每次碰撞都能引起反应，只有少数碰撞才能发生化学反应．能引发化学反应的碰撞称之为有效碰撞．
（1）图I是HI分解反应中HI分子之间的几种碰撞示意图，其中属于有效碰撞的是______（选填“A”、“B”或“C”）；
（2）20世纪30年代，Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态．
图Ⅱ是NO₂和CO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图，请写出NO₂和CO反应的热化学方程式：______；
（3）过渡态理论认为，催化剂改变反应速率的原因是改变了反应的途径，对大多数反应而言主要是通过改变过渡态而导致有效碰撞所需要的能量发生变化．请在图Ⅱ中作出NO₂和CO反应时使用催化剂而使反应速率加快的能量变化示意图______；
（4）进一步研究表明，化学反应的能量变化（△H）与反应物和生成物的键能有关．键能可以简单的理解为断开1 mol 化学键时所需吸收的能量．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	197	360	499	X

已知白磷的燃烧热为2378.0kJ/mol（1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量为燃烧热），白磷完全燃烧的产物结构如图Ⅲ所示，则上表中X=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据活化分子发生有效碰撞时发生化学反应进行判断；
（2）反应物总能量大于生成物总能量，应为放热反应，反应热为134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol；
（3）加入催化剂，降低反应物的活化能，反应速率加快；
（4）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．
解答：解：（1）只有发生化学反应的碰撞才是有效碰撞，分析三个图，可知只有C有新物质生成，则C为有效碰撞，
故答案为：C；
（2）反应热为134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol，则反应的热化学方程式为NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234 kJ/mol，
故答案为：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234 kJ/mol；
（3）加入催化剂，降低反应物的活化能，反应速率加快，图象应为，
故答案为：；
（4）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12mol×360kJ/mol+4mol×xkJ/mol-（6mol×197 kJ/mol+5 mol×499 kJ/mol）=2378.0kJ，
x=433.75≈434．
故答案为：434．
点评：本题考查较为综合，题目难度中等，本题注意有效碰撞的概念的理解，为易错点，学习中要准确把握，另外注意反应热的计算，特别是注意分析白磷的氧化磷的分子结构，正确判断共价键的类型和数目．