Question

参考下列图表和有关要求回答问题
（1）图Ⅰ是1mol NO₂（g）和1mol 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，E₁的变化是

 

，△H的变化是

 

（填“增大”、“减小”、“不变”）．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）△H=+49.0kJ?mol^-1
②CH₃OH（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂（g）△H=-192.9kJ?mol^-1
又知 ③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ/mol
则甲醇燃烧的热化学方程式为

 

；
（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	a	b	c	x

已知白磷的燃烧热为d kJ?mol^-1，白磷及其完全燃烧的产物结构如图Ⅱ所示，则上表中x=

 

kJ?mol^-1（用含有a、b、c、d的代数式表示）

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,有关反应热的计算,热化学方程式

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（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368-134=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．

解答： 解：（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368-134=234kJ，反应热化学方程式为NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ?mol^-1，
故答案为：减小；不变；NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ?mol^-1；
（2）利用盖斯定律进行计算，
①CH₃OH（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+3H₂（g）△H=+49.0kJ?mol^-1
②CH₃OH（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂（g）△H=-192.9kJ?mol^-1
又知 ③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ/mol
依据盖斯定律计算（②×3-①×2+③×2）×

1

2

得到CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726 KJ/mol；
故答案为：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726 KJ/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12mol×bkJ/mol+4mol×xkJ/mol-（6mol×a kJ/mol+5 mol×c kJ/mol）=dkJ/mol，
x=

6a+5c+d-12b

4

KJ/mol
故答案为：

6a+5c+d-12b

4

．

点评：本题考查较为综合，题目难度中等，本题注意热化学方程式的书写方法和计算应用，注意焓变计算和物质聚集状态的标注，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．