题目内容
【题目】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过渡态。分析图中信息，回答下列问题：
（1）图一是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：________。在反应体系中加入适宜的催化剂（正催化剂），E1和E2的变化是：E1_______，E2_____（填“增大”、“减小”或“不变”），对反应热有无影响?________，原因是_______。
（2）图二是红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)的反应过程与能量关系图(图中的△H表示生成1mol产物的数据)。根据图二回答下列问题：
①PCl5(g)分解成PCl3(g)和Cl2(g)的热化学方程式_______。
②P(s)和Cl2(g)分两步反应生成1molPCl5(g)的△H1与P(s)和Cl2(g)一步反应生成1molPCl5(g)的△H2关系是：△H2______△H1(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】NO2(g)+CO(g)＝CO2(g)+NO(g) ΔH＝－234kJ/mol 减小 减小 无 因为催化剂只改变反应的途径，不能改变体系中物质的始态和终态 PCl5(g)＝Cl2(g)+PCl3(g) ΔH＝+93kJ/mol 等于
【解析】
（1）根据已知信息，NO2和CO反应生成CO2和NO；加入催化剂能够降低反应的活化能，只改变反应的途径，对反应的始态与终态无影响，则不影响焓变；
（2）①根据图像写热化学方程式；
②根据盖斯定律，反应物的始态与终态相同时，不同途径的反应释放的能量相同。
（1）根据已知信息，NO2和CO反应生成CO2和NO，则热化学方程式为NO2(g)+CO(g)＝CO2(g)+NO(g) ΔH＝134kJ/mol－368kJ/mol＝－234kJ/mol；加入催化剂能够降低反应的活化能，只改变反应的途径，对反应的始态与终态无影响，则不影响焓变，E1减小；E2减小；反应热不变；
（2）①根据图像可知，PCl3(g)和Cl2(g)生成PCl5(g)时，H=-93kJ/mol，则PCl5(g)分解的热方程式为合成的逆过程，方程式为PCl5(g)＝Cl2(g)+PCl3(g)ΔH＝+93kJ/mol；
②根据盖斯定律，反应物的始态与终态相同时，不同途径的反应释放的能量相同，则△H2等于△H1。
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和
既是温室气体又是丰富的碳基资源。甲烷与二氧化碳重整反应是制合成气(
)的有效途径之一。合成气可用于二甲醚合成、羰基合成、费托合成等。因此，具有较好的市场前景。
(1)已知在
、298K条件下，各物质燃烧热数据如下表：
物质(g) |
|
|
|
|
燃烧热( | -890.0 | -283.0 | -285.0 | 0 |
则甲烷与二氧化碳重整反应制合成气的热化学方程式为：________________；
(2)在T℃时，向容积为2L的刚性容器中充入
和
。反应体系中
的物质的量随时间变化关系如下表：
时间/min | 0 | 20 | 50 | 100 | |
| 0.5 | 0.48 | 0.25 | 0.25 | 0.25 |
①20min时，
________
；当反应进行到60min时，
________20min时
的大小关系(填“＜”、“=”或“＞”)；反应进行到60min时，下列能够提高平衡时合成气产率的措施有：_______________________。
A．将反应时间延长至150min B．移除一部分合成气
C．适当提高反应升高温度 D．改用高效催化剂
②反应进行到下列各图的p点时，能够说明该反应达到平衡状态的是：___________。
A.
B.
C.
D.
③已知：p(H2)、p(CO)、p(CH4)和p(CO2)为各组分的平衡分压(气体分压p=气体总压p总×体积分数)，p总为平衡总压。若开始测得反应体系的压强为3.0Mpa，则合成气反应达到平衡状态时Kp=________。(结果保留一位小数)
(3)由于原料气的
比较高，催化剂易结焦，特别是高温反应时积碳严重，影响了此过程大规模工业化的应用。某科研小组研究了Sr助剂对10%
催化剂性能的影响如表1所示，请判断催化剂上Sr助剂的最佳质量含量为________(横坐标表示Sr助剂的质量含量)，判断的理由是________________(写出两点)
(4)如图所示，以为燃料气，高温电化学法制备合成气的发电系统中，
在电场作用下，通过氧化物电解质中氧空位迁移到负极，与发生氧化还原反应。试用电极反应方程式表示负极发生反应的总过程：___________________________________。
