Question

汽車已融入人們的生活，如何減少其排放的尾氣和尋找清潔的動力燃料是科學研究的重要課題．
（1）汽車發(fā)動機工作時會引發(fā)N₂和O₂反應，其能量變化示意圖如下：寫出該反應的熱化學方程式：

 

（2）科學家正在研究一種汽車燃料電池，使汽油氧化直接產(chǎn)生電流．向一個電極通入空氣，另一電極通入汽油蒸汽，電池的電解質(zhì)是摻雜了Y₂O₃的ZrO₂晶體，它在高溫下能傳導O^2-離子．
①若以庚烷（C₇H₁₆）代表汽油，則正極發(fā)生的反應是

 

，固體電解質(zhì)里的O^2-向

 

極（填“正”或“負”）移動，這個電池放電時總的化學方程式是：

 

．

Answer 1

考點：熱化學方程式,化學電源新型電池

專題：電化學專題

分析：（1）根據(jù)能量變化圖計算反應熱，反應熱=吸收的能量-放出的能量，再根據(jù)熱化學反應方程式的書寫規(guī)則書寫；
（2）①燃料電池中，負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應，正極上得電子發(fā)生還原反應，電解質(zhì)溶液中陰離子向負極移動；
②根據(jù)正負極放電物質(zhì)以及結(jié)合熔融電解質(zhì)來寫出總反應．

解答： 解：（1）該反應中的反應熱=（945+498）kJ/mol-2×630kJ/mol=+183kJ/mol，所以其熱化學反應方程式為：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+183 kJ?moL^-1，
故答案為：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+183 kJ?moL^-1；
（2）負極發(fā)生還原反應，正極發(fā)生氧化反應，電解質(zhì)在高溫下能傳導O^2-離子，所以正極發(fā)生的反應為O₂+4e^-=2O^2-；原電池工作時，陰離子向負極移動，電子從負極經(jīng)外電路流向正極；負極為庚烷（C₇H₁₆）放電，正極為氧氣放電，電池的電解質(zhì)是摻雜了Y₂O₃的ZrO₂晶體，它在高溫下能傳導O^2-離子，故原電池的總反應為：C₇H₁₆+11O₂=7CO₂+8H₂O，
故答案為：O₂+4e^-=2O^2-；負；C₇H₁₆+11O₂=7CO₂+8H₂O．

點評：本題考查了化學電源新型電池，明確原電池原理是解本題關(guān)鍵，難點是電極反應式的書寫，難度中等．