Question

11．（1）图是1mol NO₂和1mol 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）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ•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=-2 500kJ/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＞2 500kJ（填“＜”、“＞”或“=”）．
（3）由甲醇、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^-．
（4）已知2CO（g）?CO₂（g）+C（s），T=980K时，△H-T△S=0．当体系温度高于980K时，△H-T△S的正负符号为正，所以在冶金工业中，以C作为还原剂温度高于980K时的氧化产物是以CO为主，低于980K时以CO₂为主．

Answer 1

分析 （1）根据能量变化图，反应热等于=正反应的活化能减去逆反应的活化能，结合热化学方程式的书写规则书写；
（2）气态水变化为液态水是放热过程分析；
（3）甲烷燃料电池中，燃料在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应；
（4）T=980 K时，△H-T△S=0，由于△S＜0，所以当体系温度低于980 K时，△H-T△S＜0，反应能自发进行，当体系温度高于980 K时，△H-T△S＞0，逆反应自发进行，故温度高于980 K时的氧化产物以CO为主，低于980 K时以CO₂为主．

解答 解：（1）该反应的焓变△H=E₁-E₂=134KJ/mol-368KJ/mol=-234KJ/mol，所以热化学方程式为：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ•mol^-1，
故答案为：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ•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）甲烷燃料电池中，燃料在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应，电极反应为O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
（4）已知2CO（g）?CO₂（g）+C（s），T=980K时，△H-T△S=0，因△H和△S值不变，且△S＜0，体系温度低于980 K时，△H-T△S＜0，反应能自发进行，当体系温度高于980 K时，△H-T△S＞0，逆反应自发进行，故温度高于980 K时的氧化产物以CO为主，低于980 K时以CO₂为主，
故答案为：正；CO；CO₂．

点评 本题考查反应热与焓变，题目难度不大，注意反应能否自发进行取决于焓变和熵变的综合判据，注意题中△S＜0的特点，答题时注意审题．