Question

4．请参考题中图表，已知E₁=134kJ•mol^-1、E₂=368kJ•mol^-1，根据要求回答问题：

（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的变化是减小（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），△H的变化是不变．请写出NO₂和CO反应的热化学方程式：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ•mol^-1．
（2）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下：
①CH₃OH（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+3H₂（g）△H=+49.0kJ•mol^-1
②CH₃OH（g）+O₂（g）=CO₂（g）+2H₂（g）△H=-192.9kJ•mol^-1
又知③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ•mol^-1，则甲醇蒸汽燃烧为液态水的热化学方程式为CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-764.7KJ/mol．
（3）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=$\frac{6a+5c+d-12b}{4}$ kJ•mol^-1（用含a、b、c、d的代数式表示）．

Answer 1

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）+$\frac{1}{2}$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得到CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-764.7KJ/mol；
故答案为：CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-764.7KJ/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=$\frac{6a+5c+d-12b}{4}$kJ/mol，
故答案为：$\frac{6a+5c+d-12b}{4}$．

点评 本题考查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，题目难度中等．