Question

11．（1）圖是1mol NO₂和1mol CO反應(yīng)生成CO₂和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO₂和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ•mol^-1．
（2）我國實施“嫦娥探月”行動的長征火箭中使用偏二甲肼[（CH₃）₂N-NH₂]作為燃料，其與過氧化氫發(fā)生反應(yīng)放出大量熱量C₂H₈N₂（l）+8H₂O₂（l）═N₂（g）+2CO₂（g）+12H₂O（g）△H=-2 500kJ/mol．如果1mol偏二甲肼與過氧化氫發(fā)生上述反應(yīng)生成液態(tài)水，則反應(yīng)中放出的熱量Q＞2 500kJ（填“＜”、“＞”或“=”）．
（3）由甲醇、氧氣和KOH溶液組成的新型燃料電池中，正極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．
（4）已知2CO（g）?CO₂（g）+C（s），T=980K時，△H-T△S=0．當(dāng)體系溫度高于980K時，△H-T△S的正負(fù)符號為正，所以在冶金工業(yè)中，以C作為還原劑溫度高于980K時的氧化產(chǎn)物是以CO為主，低于980K時以CO₂為主．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)能量變化圖，反應(yīng)熱等于=正反應(yīng)的活化能減去逆反應(yīng)的活化能，結(jié)合熱化學(xué)方程式的書寫規(guī)則書寫；
（2）氣態(tài)水變化為液態(tài)水是放熱過程分析；
（3）甲烷燃料電池中，燃料在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在正極發(fā)生還原反應(yīng)；
（4）T=980 K時，△H-T△S=0，由于△S＜0，所以當(dāng)體系溫度低于980 K時，△H-T△S＜0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，當(dāng)體系溫度高于980 K時，△H-T△S＞0，逆反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，故溫度高于980 K時的氧化產(chǎn)物以CO為主，低于980 K時以CO₂為主．

解答 解：（1）該反應(yīng)的焓變△H=E₁-E₂=134KJ/mol-368KJ/mol=-234KJ/mol，所以熱化學(xué)方程式為：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ•mol^-1，
故答案為：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ•mol^-1；
（2）氣態(tài)水變化為液態(tài)水是放熱過程，C₂H₈N₂（l）+8H₂O₂（l）═N₂（g）+2CO₂（g）+12H₂O（g）△H=-2500kJ/mol．如果1mol偏二甲肼與過氧化氫發(fā)生上述反應(yīng)生成液態(tài)水，則反應(yīng)中放出的熱量Q＞2500kJ，
故答案為：＞；
（3）甲烷燃料電池中，燃料在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
（4）已知2CO（g）?CO₂（g）+C（s），T=980K時，△H-T△S=0，因△H和△S值不變，且△S＜0，體系溫度低于980 K時，△H-T△S＜0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，當(dāng)體系溫度高于980 K時，△H-T△S＞0，逆反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，故溫度高于980 K時的氧化產(chǎn)物以CO為主，低于980 K時以CO₂為主，
故答案為：正；CO；CO₂．

點評 本題考查反應(yīng)熱與焓變，題目難度不大，注意反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行取決于焓變和熵變的綜合判據(jù)，注意題中△S＜0的特點，答題時注意審題．