Question

10．（1）如图是NO₂和CO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图，请写出NO₂和CO反应的热化学方程式：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ•mol^-1
（2）我国实施“嫦娥探月”行动的长征火箭中使用偏二甲肼[（CH₃）₂N-NH₂]作为燃料，其与过氧化氢发生反应放出大量热量：C₂H₈N₂（l）+8H₂O₂（l）═N₂（g）+2CO₂（g）+12H₂O（g）△H=-2500kJ/mol． 如果1mol偏二甲肼与过氧化氢发生上述反应生成液态水，则反应中放出的热量Q＞2500kJ（填“＜”、“＞”或“=”）．
（3）恒温恒容下，2mol H₂与2mol N₂反应达到平衡时，N₂为1.8mol，则H₂的转化率为：30%；若该反应在恒温恒压条件下进行（其他条件相同），反应达平衡时，H₂的转化率比上述条件（恒容）下H₂的转化率大（填“大”、“小”或“相等”）．
（4）由甲烷、氧气和KOH溶液组成的新型燃料电池中，正极上发生反应的电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

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，注明物质的聚集状态与反应热书写热化学方程式；
（2）气态水的能量高于液态水；
（3）恒温恒容下，2mol H₂与2mol N₂反应达到平衡时N₂为1.8mol，则：
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量（mol）：2     2        0
转化量（mol）：0.2    0.6      0.4
平衡量（mol）：1.8    1.4      0.4
H₂的转化率=$\frac{转化的氢气物质的量}{氢气起始物质的量}$×100%；
恒温恒容下，随反应进行压强减小，若该反应在恒温恒压条件下进行，等效为在原平衡的基础上增大压强，平衡正向移动；
（4）原电池正极发生还原反应，氧气在正极获得电子，碱性条件下生成氢氧根离子．

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^-1，
故答案为：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ•mol^-1；
（2）气态水的能量高于液态水，生成液态水放出的能量更多，故如果1mol偏二甲肼与过氧化氢发生上述反应生成液态水，则反应中放出的热量Q＞2500kJ，故答案为：＞；
（3）恒温恒容下，2mol H₂与2mol N₂反应达到平衡时N₂为1.8mol，则：
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量（mol）：2     2       0
转化量（mol）：0.2   0.6      0.4
平衡量（mol）：1.8   1.4      0.4
H₂的转化率=$\frac{0.6mol}{2mol}$×100%=30%；
恒温恒容下，随反应进行压强减小，若该反应在恒温恒压条件下进行，等效为在原平衡的基础上增大压强，平衡正向移动，H₂的转化率比上述条件（恒容）下H₂的转化率大，
故答案为：30%；大；
（4）原电池正极发生还原反应，氧气在正极获得电子，碱性条件下生成氢氧根离子，正极电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、热化学方程式书写、原电池等，难度不大，注意对基础知识的理解掌握．