Question

10．（1）如圖是NO₂和CO反應(yīng)生成CO₂和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO₂和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ•mol^-1
（2）我國實(shí)施“嫦娥探月”行動(dòng)的長征火箭中使用偏二甲肼[（CH₃）₂N-NH₂]作為燃料，其與過氧化氫發(fā)生反應(yīng)放出大量熱量：C₂H₈N₂（l）+8H₂O₂（l）═N₂（g）+2CO₂（g）+12H₂O（g）△H=-2500kJ/mol． 如果1mol偏二甲肼與過氧化氫發(fā)生上述反應(yīng)生成液態(tài)水，則反應(yīng)中放出的熱量Q＞2500kJ（填“＜”、“＞”或“=”）．
（3）恒溫恒容下，2mol H₂與2mol N₂反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，N₂為1.8mol，則H₂的轉(zhuǎn)化率為：30%；若該反應(yīng)在恒溫恒壓條件下進(jìn)行（其他條件相同），反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，H₂的轉(zhuǎn)化率比上述條件（恒容）下H₂的轉(zhuǎn)化率大（填“大”、“小”或“相等”）．
（4）由甲烷、氧氣和KOH溶液組成的新型燃料電池中，正極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，1mol NO₂和1mol CO反應(yīng)生成CO₂和NO放出熱量368-134=234kJ，注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)與反應(yīng)熱書寫熱化學(xué)方程式；
（2）氣態(tài)水的能量高于液態(tài)水；
（3）恒溫恒容下，2mol H₂與2mol N₂反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)N₂為1.8mol，則：
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量（mol）：2     2        0
轉(zhuǎn)化量（mol）：0.2    0.6      0.4
平衡量（mol）：1.8    1.4      0.4
H₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{轉(zhuǎn)化的氫氣物質(zhì)的量}{氫氣起始物質(zhì)的量}$×100%；
恒溫恒容下，隨反應(yīng)進(jìn)行壓強(qiáng)減小，若該反應(yīng)在恒溫恒壓條件下進(jìn)行，等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)；
（4）原電池正極發(fā)生還原反應(yīng)，氧氣在正極獲得電子，堿性條件下生成氫氧根離子．

解答 解：（1）由圖可知，1mol NO₂和1mol CO反應(yīng)生成CO₂和NO放出熱量368-134=234kJ，反應(yīng)熱化學(xué)方程式為NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ•mol^-1，
故答案為：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ•mol^-1；
（2）氣態(tài)水的能量高于液態(tài)水，生成液態(tài)水放出的能量更多，故如果1mol偏二甲肼與過氧化氫發(fā)生上述反應(yīng)生成液態(tài)水，則反應(yīng)中放出的熱量Q＞2500kJ，故答案為：＞；
（3）恒溫恒容下，2mol H₂與2mol N₂反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)N₂為1.8mol，則：
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量（mol）：2     2       0
轉(zhuǎn)化量（mol）：0.2   0.6      0.4
平衡量（mol）：1.8   1.4      0.4
H₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.6mol}{2mol}$×100%=30%；
恒溫恒容下，隨反應(yīng)進(jìn)行壓強(qiáng)減小，若該反應(yīng)在恒溫恒壓條件下進(jìn)行，等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，H₂的轉(zhuǎn)化率比上述條件（恒容）下H₂的轉(zhuǎn)化率大，
故答案為：30%；大；
（4）原電池正極發(fā)生還原反應(yīng)，氧氣在正極獲得電子，堿性條件下生成氫氧根離子，正極電極反應(yīng)式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、熱化學(xué)方程式書寫、原電池等，難度不大，注意對基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握．