Question

（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：

 

．該反應(yīng)若使用正催化劑，則會使圖中過渡態(tài)對應(yīng)的能量升高還是降低？

 

，理由是

 

；
（2）我國實(shí)施“嫦娥探月”行動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=-2 500kJ/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

 

2 500kJ（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，H₂的轉(zhuǎn)化率為

 

；
（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

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：反應(yīng)熱和焓變,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）由圖可知，1mol NO₂和1mol CO反應(yīng)生成CO₂和NO放出熱量234kJ，根據(jù)熱化學(xué)方程式書寫原則進(jìn)行書寫；催化劑能夠降低反應(yīng)的活化能；
（2）氣態(tài)水變化為液態(tài)水是放熱過程分析；
（3）轉(zhuǎn)化率=

消耗量

起始量

×100%；
（4）甲烷燃料電池中，燃料在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在正極發(fā)生還原反應(yīng)．

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；催化劑能夠降低反應(yīng)的活化能，所以使過渡態(tài)能量降低，
故答案為：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ?mol^-1；降低；因?yàn)榇呋瘎└淖兞朔磻?yīng)歷程，使活化能E₁降低；
（2）氣態(tài)水變化為液態(tài)水是放熱過程，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；
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，反應(yīng)的氮?dú)馕镔|(zhì)的量2mol-1.8mol=0.2mol，反應(yīng)的氫氣物質(zhì)的量為0.6mol，H₂的轉(zhuǎn)化率=

0.6mol

2mol

×100%=30%，
故答案為：30%；
（4）甲烷燃料電池中，燃料在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．

點(diǎn)評：本題考查了熱化學(xué)方程式書寫、轉(zhuǎn)化率、燃料電池電極反應(yīng)式書寫等等，題目難度較大．