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。

(1)圖①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②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D②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

已知白磷的燃燒熱為2 378.0 kJ/mol，白磷完全燃燒的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)如圖③所示，則上表中x＝________。

Answer 1

解析　(1)有效碰撞是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞，即有新物質(zhì)生成的碰撞，顯然選C項(xiàng)。

(2)當(dāng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量時(shí)，反應(yīng)放熱，反之吸熱，注意熱化學(xué)方程式必須標(biāo)明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)。

(3)催化劑主要使有效碰撞的能量降低，使反應(yīng)的門檻降低，即過渡態(tài)時(shí)的能量較低。

(4)P₄＋5O₂===P₄O₁₀，燃燒熱為(4x＋12×360)－(6×197＋5×499)＝2 378.0，求得x＝433.75 kJ/mol。

答案　(1)C

(2)NO₂(g)＋CO(g)===CO₂(g)＋NO(g)　

ΔH＝－234 kJ/mol

(3)下圖虛線所示

(4)433.75