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：___________________________________。在反应体系中加入催化剂，E1和E2的变化是：E1_________，E2________（填“增大”、“减小”或“不变”），对反应热是有无影响?_______________，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：
① P(s)和Cl2(g)反应生成PCl3(g)的热化学方程式__________________________________。
PCl5(g)分解成PCl3(g)和Cl2(g)的热化学方程式____________________________________。
② P(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”)，原因是_______________________。
图一 图二
【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 P(s) + 3/2Cl2(g) ＝ PCl3(g) ΔH＝－306KJ/mol PCl5(g) ＝ Cl2(g) + PCl3(g) ΔH＝+ 93KJ/mol 等于 反应中的能量变化只与始态和终态有关，与反应途径无关
【解析】（1）根据图像可知反应物的总能量高于生成物的总能量，所以是放热反应，放出的热量是368kJ－134kJ＝234kJ。因此热化学方程式为：NO2(g) + CO(g) = CO2 (g)+ NO(g) ΔH＝－234kJ/mol；催化剂能降低反应的活化能，从而加快反应速率。但不会影响反应热的大小，所以E1和E2都是减小的；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；（2）①根据图像可判断，生成1molPCl3时放出306kJ热量，所以热化学方程式为P(s) + 3/2Cl2(g) ＝ PCl3(g) ΔH＝－306kJ/mol；②根据盖斯定律可知，如果一个化学反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的，所以反应热是相等的，即反应中的能量变化只与始态和终态有关，与反应途径无关。
（2）①根据图示可知：P(s) + 3/2Cl2(g) ＝ PCl3(g)，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，反应热为△H=-306 kJ/mol，则热化学方程式为：P(s) + 3/2Cl2(g) ＝ PCl3(g) △H=-306 kJ/mol；根据图示可知：Cl2（g）+PCl3（g）═PCl5（g），中间产物的总能量大于最终产物的总能量，该反应是放热反应，△H=生成物总能量-反应物总能量=-93 kJ/mol；所以PCl5（g）═PCl3（g）+Cl2（g）是吸热反应；热化学方程式为PCl5（g）═PCl3（g）+Cl2（g）△H=+93 kJ/mol；②根据盖斯定律，P和Cl2分两步反应和一步反应生成PCl5的△H应该是相等的，P和Cl2分两步反应生成1 molPCl5的热化学方程式：P（s）+3/2Cl2(g)═PCl3（g）△H1=-306 kJ/mol，Cl2（g）+PCl3（g）═PCl5（g）△H2=-93 kJ/mol；P和Cl2一步反应生成1molPCl5的△H3=-306 kJ/mol+（-93 kJ/mol）=-399 kJ/mol，由图象可知，P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的△H3=-306kJ/mol-（+93kJ/mol）=-399kJ/mol，根据盖斯定律可知，反应无论一步完成还是分多步完成，生成相同的产物，反应热相等，则P和Cl2一步反应生成1molPCl5的反应热等于P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的反应热。即原因为：反应中的能量变化只与始态和终态有关，与反应途径无关。
名校课堂系列答案
