Question

（1）如圖是NO₂和CO反應生成CO₂和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO₂和CO反應的熱化學方程式：

 

．該反應若使用正催化劑，則會使圖中過渡態(tài)對應的能量升高還是降低？

 

，理由是

 

；
（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)生上述反應生成液態(tài)水，則反應中放出的熱量Q

 

2 500kJ（填“＜”、“＞”或“=”）．
（3）恒溫恒容下，2mol H₂與2mol N₂反應達到平衡時，N₂為1.8mol，H₂的轉化率為

 

；
（4）由甲烷、氧氣和KOH溶液組成的新型燃料電池中，正極上發(fā)生反應的電極反應式為

 

．

Answer 1

考點：反應熱和焓變,化學電源新型電池,化學平衡的計算

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）由圖可知，1mol NO₂和1mol CO反應生成CO₂和NO放出熱量234kJ，根據(jù)熱化學方程式書寫原則進行書寫；催化劑能夠降低反應的活化能；
（2）氣態(tài)水變化為液態(tài)水是放熱過程分析；
（3）轉化率=

消耗量

起始量

×100%；
（4）甲烷燃料電池中，燃料在負極發(fā)生氧化反應，氧氣在正極發(fā)生還原反應．

解答： 解：（1）由圖可知，1mol NO₂和1mol CO反應生成CO₂和NO放出熱量234kJ，反應熱化學方程式為NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ?mol^-1；催化劑能夠降低反應的活化能，所以使過渡態(tài)能量降低，
故答案為：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ?mol^-1；降低；因為催化劑改變了反應歷程，使活化能E₁降低；
（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)生上述反應生成液態(tài)水，則反應中放出的熱量Q＞2500kJ；
故答案為：＞；
（3）恒溫恒容下，2mol H₂與2mol N₂反應達到平衡時，N₂為1.8mol，反應的氮氣物質的量2mol-1.8mol=0.2mol，反應的氫氣物質的量為0.6mol，H₂的轉化率=

0.6mol

2mol

×100%=30%，
故答案為：30%；
（4）甲烷燃料電池中，燃料在負極發(fā)生氧化反應，氧氣在正極發(fā)生還原反應，電極反應為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．

點評：本題考查了熱化學方程式書寫、轉化率、燃料電池電極反應式書寫等等，題目難度較大．