Question

請參考題中圖表，已知E1＝134 kJ·mol－1、E2＝368 kJ·mol－1，根據要求回答問題：

　

（1）圖Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖，若在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E1的變化是________(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，ΔH的變化是________。請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式：________________________________。

（2）甲醇質子交換膜燃料電池中將甲醇蒸汽轉化為氫氣的兩種反應的熱化學方程式如下：

①CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋49．0 kJ·mol－1

②CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－192．9 kJ·mol－1

又知③H2O(g)=H2O(l)　ΔH＝－44 kJ·mol－1，則甲醇蒸汽燃燒為液態水的熱化學方程式為______________________。

（3）如表所示是部分化學鍵的鍵能參數：

化學鍵	P—P	P—O	O=O	P=O
鍵能/kJ·mol－1	a	b	c	x

 

已知白磷的燃燒熱為d kJ·mol－1，白磷及其完全燃燒的產物的結構如圖Ⅱ所示，則表中x＝________ kJ·mol－1(用含a、b、c、d的代表數式表示)。

 

Answer 1

（1）減小　不變　NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJ·mol－1

（2）CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－764．7 kJ·mol－1

（3） (d＋6a＋5c－12b)

【解析】（1）觀察圖像，E1應為反應的活化能，加入催化劑反應的活化能降低，但是ΔH不變；1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成CO2和NO的反應熱數值即反應物和生成物的能量差，因此該反應的熱化學方程式為NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJ·mol－1。

（2）觀察方程式，利用蓋斯定律，將所給熱化學方程式作如下運算：②×3－①×2＋③×2，即可求出甲醇蒸汽燃燒的熱化學方程式。

（3）白磷燃燒的化學方程式為P4＋5O2P4O10，結合圖Ⅱ中白磷及其完全燃燒產物的結構，根據“反應熱＝反應物鍵能總和－生成物鍵能總和”與燃燒熱概念可得等式：6a＋5c－(4x＋12b)＝－d，據此可得x＝ (d＋6a＋5c－12b)。