Question

2．1918年，Lewis提出反应速率的碰撞理论：反应物分子间的相互碰撞是反应进行的必要条件，但并不是每次碰撞都能引起反应，只有少数碰撞能发生化学反应．能引发化学反应的碰撞称之为有效碰撞．

（1）图Ⅰ是HI分解反应中HI分子之间的几种碰撞示意图，其中属于有效碰撞的是C（选填“A”、“B”或“C”）；
（2）图Ⅱ是1mol NO₂和1mol CO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图，则写出该反应的热化学方程式NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234 kJ/mol
（3）E₁的大小对该反应的反应热有无影响？无．（选填“有”或“无”）
（4）进一步研究表明，化学反应的能量变化（△H）与反应物和生成物的键能有关．键能可以简单的理解为断开1mol化学键时所需吸收的能量．如表是部分化学键的键能数据：

化学键	C-H	Cl-Cl	C-Cl	H-Cl
键能/kJ•mol-1	X	243	330	432

已知：反应CH₄（g）+Cl₂（g）═CH₃Cl（g）+HCl（g）；△H=-106kJ/mol，则表中X=413．
（5）已知：①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）；△H=-393.5kJ•mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）；△H=-566kJ•mol^-1
③TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（s）+O₂（g）；△H=+141kJ•mol^-1
则TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）═TiCl₄（s）+2CO（g）的△H=-80KJ/mol．

Answer 1

分析 （1）根据活化分子发生有效碰撞时发生化学反应进行判断；
（2）反应物总能量大于生成物总能量，应为放热反应，反应热为134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol；
（3）E₁是反应的活化能不影响反应的反应热；
（4）依据反应焓变△H=反应物键能总和-生成物键能总和计算得到；
（5）已知：①C（S）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5KJ/mol；②2CO（g）+O2=2CO2（g）△H=-566KJ/mol；③TiO₂（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（s）+O₂（g）△H=+141KJ/mol；所以金红石与氯气、石墨制取TiCl₄（s）和CO的化学反应方程式可以通过③+①×2-②得到，由此分析解答．

解答 解：（1）只有发生化学反应的碰撞才是有效碰撞，分析三个图，可知只有C有新物质生成，则C为有效碰撞，故答案为：C；
（2）反应热为134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol，则反应的热化学方程式为NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234 kJ/mol，
故答案为：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234 kJ/mol；
（3）E₁是反应的活化能，反应焓变是和反应物和生成物有关于反应过程无关，不影响反应的反应热，故答案为：无；
（4）反应CH₄（g）+Cl₂（g）=CH₃Cl（g）+HCl（g）；△H=-106kJ/mol，反应焓变△H=4×C-H+Cl-Cl-（C-Cl+3×C-H+H-Cl）=-106，
4X+243-（330+3X+432）=-106计算得到X=413kJ/mol；
故答案为：413；
（5）已知：①C（S）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5KJ/mol；②2CO（g）+O2=2CO2（g）△H=-566KJ/mol；③TiO₂（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（s）+O₂（g）△H=+141KJ/mol；所以金红石与氯气、石墨制取TiCl₄（s）和CO的化学反应方程式可以通过③+①×2-②得到，
所以TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）=TiCl₄（s）+2CO（g）△H=141kJ/mol-393.5kJ/mol×2+566kJ/mol=-80KJ/mol，
即TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）=TiCl₄（s）+2CO（g）△H=-80KJ/mol，故 答案为：-80KJ/mol．

点评 本题考查了化学反应有效碰撞的含义和活化能的表示意义，依据键能计算反应焓变的方法是解题关键，题目难度中等．