Question

1918年，Lewis提出反應(yīng)速率的碰撞理論：反應(yīng)物分子間的相互碰撞是反應(yīng)進(jìn)行的必要條件，但并不是每次碰撞都能引起反應(yīng)，只有少數(shù)碰撞才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。能引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱之為有效碰撞。

圖Ⅰ

圖Ⅱ

(1)圖Ⅰ是HI分解反應(yīng)中HI分子之間的幾種碰撞示意圖，其中屬于有效碰撞的是_______(選填“A”“B”或“C”)。

(2)20世紀(jì)30年代，Eyring和Pelzer在碰撞理論的基礎(chǔ)上提出化學(xué)反應(yīng)的過渡態(tài)理論：化學(xué)反應(yīng)并不是通過簡單的碰撞就能完成的，而是在反應(yīng)物到生成物的過程中經(jīng)過一個(gè)高能量的過渡態(tài)。

圖Ⅱ是NO₂和CO反應(yīng)生成CO₂和NO過程中能量變化示意圖，請(qǐng)寫出NO₂和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：___________________________。

(3)過渡態(tài)理論認(rèn)為，催化劑改變反應(yīng)速率的原因是改變了反應(yīng)的途徑，對(duì)大多數(shù)反應(yīng)而言主要是通過改變過渡態(tài)而導(dǎo)致有效碰撞所需要的能量發(fā)生變化。請(qǐng)?jiān)趫DⅡ中作出NO₂和CO反應(yīng)時(shí)使用催化劑而使反應(yīng)速率加快的能量變化示意圖。

(4)進(jìn)一步研究表明，化學(xué)反應(yīng)的能量變化(ΔH)與反應(yīng)物和生成物的鍵能有關(guān)。鍵能可以簡單地理解為斷開1 mol化學(xué)鍵時(shí)所需吸收的能量。下表是部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)：

化學(xué)鍵	P—P	P—O	O=O	P=O
鍵能/kJ·mol-1	197	360	499	X

圖Ⅲ

已知白磷的燃燒熱為2 378.0 kJ·mol^-1，白磷完全燃燒的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)如圖Ⅲ所示，則上表中X=_________。

Answer 1

(1)C

(2)NO₂(g)+CO(g)CO₂(g)+NO(g)；ΔH=-234 kJ·mol^-1

(3)(見下圖)

(4)434

解析：本題考查學(xué)生的理解能力。(1)圖A為分子碰撞過程，圖B為碰撞取向不好，圖C為活化分子的有效碰撞。

(2)由圖Ⅱ可知反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱量為：

368 kJ·mol^-1-134 kJ·mol^-1=234 kJ·mol^-1，所以熱化學(xué)方程式為：

NO₂(g)+CO(g)CO₂(g)+NO(g)；ΔH=-234 kJ·mol^-1(書寫時(shí)應(yīng)注意物質(zhì)的聚集狀態(tài)，物質(zhì)的計(jì)量數(shù)與熱量數(shù)值的相應(yīng)關(guān)系，ΔH的正負(fù)號(hào))

(3)催化劑降低反應(yīng)所需的能量，這樣就會(huì)使更多的反應(yīng)物成為活化分子。

(4)白磷分子為P₄，如圖所示

1 mol P₄完全燃燒生成1 mol P₄O­，所以列式如下：

197×6+499×5-360×3×4-4x=-2 378.0

解得：x=434