Question

4．碳是地球上含量豐富的元素，其氧化物的研究有著重要意義．
（1）如圖是1mol NO₂和1mol CO反應(yīng)生成CO₂和NO過(guò) 程中能量變化示意圖，寫出NO₂和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ/mol．
（2）試在原圖基礎(chǔ)上畫出加入正催化劑后該反應(yīng)在反應(yīng)過(guò)程中的能量變化示意圖（進(jìn)行必要的標(biāo)注）．
（3）已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ/mol
2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746kJ/mol
寫出一氧化碳?xì)怏w燃燒熱的熱化學(xué)方程式：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283kJ•mol^-1．
（4）空氣污染物一氧化碳的處理一直是科學(xué)研究的熱點(diǎn)．某同學(xué)擬利用在催化劑作用下，CO分解生成無(wú)污染的物質(zhì)，通過(guò)查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)：2CO（g）=2C（s，石墨）+O₂（g）△H＞0，△S＜0；請(qǐng)你分析甲的思路否 （填是或否）可行？理由是該反應(yīng)△G始終大于0，是非自發(fā)反應(yīng)．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，1mol NO₂和1mol CO反應(yīng)生成CO₂和NO放出熱量368-134=234kJ，根據(jù)熱化學(xué)方程式書寫原則進(jìn)行書寫；
（2）加入催化劑，降低反應(yīng)物的活化能，反應(yīng)速率加快；
（3）依據(jù)蓋斯定律和熱化學(xué)方程式計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式，注意燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量；
（4）依據(jù)反應(yīng)自發(fā)堿性的判斷依據(jù)分析判斷，△H-T△S＜0反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行．

解答 解：（1）由圖可知，1mol NO₂和1mol CO反應(yīng)生成CO₂和NO放出熱量368-134=234kJ，反應(yīng)熱化學(xué)方程式為NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ/mol，
故答案為：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ/mol；
（2）加入催化劑，降低反應(yīng)物的活化能，反應(yīng)速率加快，圖象應(yīng)為，
故答案為：
（3）①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ/mol
②2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律①+②得到2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566KJ/mol，
燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量，則一氧化碳燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283kJ•mol^-1，
故答案為：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283kJ•mol^-1；
（4）2CO（g）=2C（s，石墨）+O₂（g）△H＞0，△S＜0，△G=△H-T△S＞0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，不能實(shí)現(xiàn)此反應(yīng)，
故答案為：否，該反應(yīng)△G始終大于0，是非自發(fā)反應(yīng)；

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算以及催化劑對(duì)反應(yīng)活化能的影響，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)，題目難度中等，注意熱化學(xué)方程式的計(jì)算以及加入催化劑，降低反應(yīng)物的活化能．