Question

【題目】已知E1＝134 kJ/mol、E2＝368 kJ/mol，請參考題中圖表，按要求填空：

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

(2)捕碳技術(主要指捕獲CO2)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已經被用作工業捕碳劑，它們與CO2可發生如下可逆反應。

反應Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq) ΔH1

反應Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH2

反應Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH3

則ΔH3與ΔH1、ΔH2之間的關系是：ΔH3＝________。

(3)下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，白磷及其完全燃燒生成的產物的結構如圖Ⅱ所示，表中x＝________ kJ·mol－1(用含a、b、c、d的代數式表示)。

Answer 1

【答案】(1)減小 不變

NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234 kJ/mol

(2)2ΔH2－ΔH1

(3) (d＋6a＋5c－12b)

【解析】(1)加入催化劑能降低反應所需的活化能，則E1和E2都減小，但E2－E1不變，即反應熱不改變，由圖知，1 mol NO2和1 mol CO反應生成CO2和NO放出熱量368－134＝234 kJ，該反應的熱化學方程式為NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g) ΔH＝－234 kJ·mol－1；(2)觀察方程式，利用蓋斯定律，②×2－①得方程式③，故ΔH3＝2ΔH2－ΔH1；(3)白磷燃燒的化學方程式為P4＋5O2===P4O10，1 mol白磷完全燃燒需拆開6 mol P—P、5 mol O===O，形成12 mol P—O、4 mol P===O，故12 mol×b kJ·mol－1＋4 mol×x kJ·mol－1－(6 mol×a kJ·mol－1＋5 mol×c kJ·mol－1)＝d kJ·mol－1，解得x＝ (6a＋5c＋d－12b) kJ·mol－1。