Question

能源是人类生存和发展的重要支柱．研究化学反应过程中的能量变化在能源紧缺的今天具有重要的理论意义．已知下列热化学方程式
①2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-570kJ/mol；
②H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=-242kJ/mol；
③C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ/moL；
④C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/moL；
⑤CO₂（g）+2H₂O（g）=2CH₄（g）+2O₂（g）△H=+890kJ/moL
回答下列问题
（1）上述反应中属于吸热反应的是

 

（2）H₂的燃烧热为△H=

 

．
（3）盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义．有些反应的反应热虽然难直接测定，但可通过间接的方法求得．已知C（s）+H₂O（g）=H₂（g）+CO（g）△H=a kJ/moL；则a=

 

；该反应的熵△S

 

0（选填“＞”、“=”、“＜”）；已知自由能△G=△H-TS，当△G＜0时可自发进行．则该反应在什么条件下可自发进行

 

．
（4）CO分析仪以燃料电池为工作原理，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇-氧化钠，其中O^2-可以在固体介质NASICON中自由移动．下列说法错误的是

 

．
A．负极的电极反应式为：CO+O^2--2e^-=CO₂
B．工作时电极b作正极，O^2-由电极a流向电极b
C．工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
D．传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高．

Answer 1

考点：反应热和焓变,常见化学电源的种类及其工作原理

专题：化学反应中的能量变化,电化学专题

分析：（1）根据热化学方程式判断，当△H＜0时，为放热反应，△H＞0时为吸热反应；
（2）根据燃烧热的定义判断；
（3）利用③-②可计算C（s）+H₂O（g）=H₂（g）+CO （g）的反应热；
（4）该装置是原电池，负极上一氧化碳失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应，原电池放电时电子从负极流向正极，阴离子向负极移动，一氧化碳的含量越大，原电池放电时产生的电流越大．

解答： 解：（1）由△H＞0时为吸热反应可知，⑤为吸热反应，故答案为：⑤；
（2）由①可知氢气的燃烧热为△H=

1

2

×（-570kJ/mol）=-285kJ/mol，故答案为：-285kJ/mol；
（3）将③-②可得C（s）+H₂O（g）=H₂（g）+CO （g）△H=（-110.5kJ/mol）-（-242kJ/mol）=+131.5kJ/mol，该反应吸热，且△S＞0，则反应能自发进行，应该在高温条件下，
故答案为：+131.5；＞；高温；
（4）A．该装置是原电池，通入一氧化碳的电极a是负极，负极上一氧化碳失电子发生氧化反应，电极反应式为：CO+O^2--2e^-=CO₂，故A正确；
B．工作时电极b作正极，O^2-由电极b流向电极a，故B错误；
C．该装置是原电池，通入一氧化碳的电极a是负极，通入空气的电极是正极，原电池放电时，电子从负极a通过传感器流向电极b，故C正确；
D．一氧化碳的含量越大，原电池放电时产生的电流越大，故D正确，
故答案为：B．

点评：本题考查化学反应与能量变化，为高频考点，注意把握盖斯定律的应用以及反应能否自发进行的判断，结合反应的热化学方程式解答该题，根据原电池正负极上得失电子及反应类型、离子的移动方向等来分析解答（4），难度不大．