Question

(10分) (1)下图是NO₂和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：_____________________________________。

(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)　ΔH＝－2 500 kJ/mol。如果1 mol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______2 500 kJ(填“＜”、“＞”或“＝”)。

(3)恒温恒容下，2 mol H₂与2 mol N₂反应达到平衡时，N₂为1.8 mol，H₂的转化率为________；若该反应在恒温恒压条件下进行(其他条件相同)，反应达平衡时，H₂的转化率比上述条件下H₂的转化率________(填“大”、“小”或“相等”)。

(4)由甲烷、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________________。

Answer

(1)NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234 kJ/mol （3分）

(2)＞

(3)30%   大

(4)O2＋2H2O＋4e－===4OH－

【解析】（1）根据图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以反应是放热反应，反应热是134kJ/mo－l368kJ/mol=－234kJ/mol,所以热化学方程式是NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234 kJ/mol。

（2）由于气态水的能量高于液态水的能量，所以偏二甲肼燃烧生成液态水放出的能量多，即Q大于2500kJ。

（3）N2为1.8 mol，则消耗氮气是0.2mol，所以消耗氢气是0.6mol，因此氢气的转化率是0.6÷2＝0.3，即转化率是30％。由于合成氨的反应是体积减小的可逆反应，所以压强也是减小的，因此在恒温恒压条件下进行时，有利于平衡向正反应方向进行，即氢气的转化率增大。

（4）原电池中负极失去电子，正极得到电子，因此氧气在正极通入。由于电解质时氢氧化钾，所以正极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－。