Question

（1）已知：C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-437.3kJ?mol^-1
H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H=-285.8kJ?mol^-1
CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0kJ?mol^-1
则固态碳与水蒸汽反应生成一氧化碳和氢气的热化学方程式是

 

．
（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，H₂的转化率为

 

；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下H₂的转化率

 

（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，负极上发生反应的电极反应式为

 

．

Answer 1

考点：热化学方程式,有关反应热的计算,化学电源新型电池,化学平衡的计算

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）依据热化学方程式和盖斯定律计算所需热化学方程式；
（2）气态水变化为液态水是放热过程分析；
（3）转化率=

消耗量

起始量

×100%，若该反应在恒温恒压条件下进行，为保持恒压，压强增大，平衡正向进行氢气转化率增大；
（4）甲烷燃料电池中，负极上投放燃料甲烷，发生失电子发生氧化反应，正极上投放氧气，发生得电子的还原反应；

解答： 解：（1）①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-437.3kJ?mol^-1
②H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H=-285.8kJ?mol^-1
③CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0kJ?mol^-1
依据盖斯定律计算，①-②-③得到固态碳与水蒸汽反应生成一氧化碳和氢气的热化学方程式是：C（s）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-131.5kJ?mol^-1；
故答案为：C（s）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-131.5kJ?mol^-1；
（2）气态水变化为液态水是放热过程，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；
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，反应的氮气物质的量2mol-1.8mol=0.2mol，反应的氢气物质的量为0.6mol，H₂的转化率=

0.6mol

2mol

×100%=30%；若该反应在恒温恒压条件下进行（其他条件相同），为保持恒压，压强增大，反应达平衡时，H₂的转化率比上述条件下H₂的转化率大；
故答案为：30%，大；
（4）在碱性溶液中，负极上投放燃料甲烷，发生失电子发生氧化反应：CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O，正极上投放氧气，发生得电子的还原反应：2O₂+4H₂O+8e^-═8OH^-；
故答案为：CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O；

点评：本题考查了热化学方程式和盖斯定律计算应用，化学平衡的计算分析判断，原电池原理和电极反应书写方法，掌握基础是关键，题目难度中等．