题目内容
【题目】参考下列图表和有关要求回答问题:
(1)图Ⅰ是1molNO2(g)和1molCO(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)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1mol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。
(3)PCl5是一种重要的含磷化合物,在有机合成中用作氯化剂。某温度时,向2.0L恒温恒容密闭容器中充入1.0molPCl5,发生反应PCl5(g)PCl3(g)+C12(g)ΔH=+124kJ·mol-1。反应过程中测定的部分数据见下表:
时间t/s | 0 | 50 | 150 | 250 | 350 |
n(PCl3)/mol | 0 | 0.16 | 0.19 | 0.2 | 0.2 |
反应在前50s的平均速率v(PCl5)=__。在该温度下,若起始时充入0.5molPCl5和amolCl2,平衡时PCl5的转化率仍为20%,则a=__。
【答案】减小 不变 NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) △H=-234kJ·mol-1 138 0.0016mol/(L·s) 0.1
【解析】
(1)观察图像,E1应为反应的活化能,加入催化剂降低反应的活化能,但是ΔH不变;1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)的反应热数值,即生成物和反应物的能量差,因此该反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)= CO2(g)+NO(g) ΔH=-234 kJ·mol-1。
(2)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×x kJ/mol-(6mol×198 kJ/mol+5 mol×498 kJ/mol)= 1194kJ/mol,
x= 138 kJ/mol;
(3)0~50s内的平均反应速mol·L-1s-1,
该温度下的平衡化学平衡常数为:K=(0.1×0.1)/0.4=0.025
在该温度下,起始时充入0.5molPCl5和amolCl2,平衡时PCl5的转化率仍为20%,则有:
此时平衡常数为:K=(0.5a+0.05)×0.05/0.2=0.025,解得a=0.1。