Question

4．碳是地球上含量丰富的元素，其氧化物的研究有着重要意义．
（1）如图是1mol NO₂和1mol CO反应生成CO₂和NO过 程中能量变化示意图，写出NO₂和CO反应的热化学方程式NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ/mol．
（2）试在原图基础上画出加入正催化剂后该反应在反应过程中的能量变化示意图（进行必要的标注）．
（3）已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ/mol
2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746kJ/mol
写出一氧化碳气体燃烧热的热化学方程式：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283kJ•mol^-1．
（4）空气污染物一氧化碳的处理一直是科学研究的热点．某同学拟利用在催化剂作用下，CO分解生成无污染的物质，通过查阅文献发现：2CO（g）=2C（s，石墨）+O₂（g）△H＞0，△S＜0；请你分析甲的思路否 （填是或否）可行？理由是该反应△G始终大于0，是非自发反应．

Answer 1

分析 （1）由图可知，1mol NO₂和1mol CO反应生成CO₂和NO放出热量368-134=234kJ，根据热化学方程式书写原则进行书写；
（2）加入催化剂，降低反应物的活化能，反应速率加快；
（3）依据盖斯定律和热化学方程式计算得到所需热化学方程式，注意燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量；
（4）依据反应自发碱性的判断依据分析判断，△H-T△S＜0反应自发进行．

解答 解：（1）由图可知，1mol NO₂和1mol CO反应生成CO₂和NO放出热量368-134=234kJ，反应热化学方程式为NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ/mol，
故答案为：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ/mol；
（2）加入催化剂，降低反应物的活化能，反应速率加快，图象应为，
故答案为：
（3）①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ/mol
②2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746kJ/mol
依据盖斯定律①+②得到2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566KJ/mol，
燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，则一氧化碳燃烧热的热化学方程式为：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283kJ•mol^-1，
故答案为：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283kJ•mol^-1；
（4）2CO（g）=2C（s，石墨）+O₂（g）△H＞0，△S＜0，△G=△H-T△S＞0，反应不能自发进行，不能实现此反应，
故答案为：否，该反应△G始终大于0，是非自发反应；

点评 本题考查反应热的有关计算以及催化剂对反应活化能的影响，反应自发进行的判断依据，题目难度中等，注意热化学方程式的计算以及加入催化剂，降低反应物的活化能．