Question

【题目】请参考题中图表，已知E1＝134 kJ·mol－1、E2＝368 kJ·mol－1，根据要求回答问题：

　

（1）图Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是________(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）如表所示是部分化学键的键能参数：

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的结构如图Ⅱ所示，则表中x＝________ kJ·mol－1(用含a、b、c、d的代表数式表示)。

（3）2012年伦敦奥运会火炬采用丙烷（C3H8）为燃料，已知丙烷在常温常压下为气态。试回答下列问题：

①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)过程中的能量变化图，请在图中的括号内填入“＋”或“－”____。

②请说明使用丙烷作为火炬燃料的优点_____________________________________。

③写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：___________________________________。

④二甲醚(CH3OCH3)是一种新型燃料，应用前景广阔。1 mol二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1 455 kJ热量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1 645 kJ热量，则混合气体中，丙烷和二甲醚的物质的量之比为________。

Answer 1

【答案】 减小 不变 NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJ·mol－1 (d＋6a＋5c－12b) － 热值高 环保无污染 C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 215.0 kJ/mol 1∶3

【解析】试题分析：由图Ⅰ可知，E1是正反应的活化能、E2是逆反应的活化能，ΔH＝E1-E2＝134 kJ·mol－1-368 kJ·mol－1=－234 kJ·mol－1。

（1）若在反应体系中加入催化剂，可以改变反应的路径、同等程度地降低正反应和逆反应的活化能，可以同等程度地增大正反应和逆反应的速率，所以E1减小。反应热只与反应的始态和终态有关，与反应路径无关，所以ΔH不变。NO2和CO反应的热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJ·mol－1。

（2）由图II中信息及白磷的燃烧热为d kJ·mol－1可知，P4(s)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH＝－d kJ·mol－1。 1mol白磷完全燃烧的过程中，断裂6mol P—P和5mol O=O，形成12molP—O和4mol P=O，所以-d=6a+5c-12b-4x，则表中x＝ (d＋6a＋5c－12b) kJ·mol－1。

（3）①由一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)过程中的能量变化图可知，该反应为放热反应，放热反应的ΔH小于0，所以图中的括号内应填入 “－”。

②使用丙烷作为火炬燃料的优点是热值高 环保无污染。

③由图可知，一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)过程中放出553.75 kJ的热量，则1mol丙烷完全燃烧生成3mol CO2和4 mol H2O(l) 时，放出2 215.0 kJ的热量，所以丙烷燃烧热的热化学方程式为C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 215.0 kJ/mol 。

④二甲醚(CH3OCH3)是一种新型燃料，应用前景广阔。1 mol二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1 455 kJ热量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1 645 kJ热量，则有n(C3H8)+n(CH3OCH3)=1mol、2215n(C3H8)+1455n(CH3OCH3)=1645，联立两式可求出混合气体中丙烷和二甲醚的物质的量之比为1∶3。