Question

10．（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：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ•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)生反應放出大量熱量：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（填“＜”、“＞”或“=”）．
（3）恒溫恒容下，2mol H₂與2mol N₂反應達到平衡時，N₂為1.8mol，則H₂的轉化率為：30%；若該反應在恒溫恒壓條件下進行（其他條件相同），反應達平衡時，H₂的轉化率比上述條件（恒容）下H₂的轉化率大（填“大”、“小”或“相等”）．
（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O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，1mol NO₂和1mol CO反應生成CO₂和NO放出熱量368-134=234kJ，注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)與反應熱書寫熱化學方程式；
（2）氣態(tài)水的能量高于液態(tài)水；
（3）恒溫恒容下，2mol H₂與2mol N₂反應達到平衡時N₂為1.8mol，則：
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量（mol）：2     2        0
轉化量（mol）：0.2    0.6      0.4
平衡量（mol）：1.8    1.4      0.4
H₂的轉化率=$\frac{轉化的氫氣物質(zhì)的量}{氫氣起始物質(zhì)的量}$×100%；
恒溫恒容下，隨反應進行壓強減小，若該反應在恒溫恒壓條件下進行，等效為在原平衡的基礎上增大壓強，平衡正向移動；
（4）原電池正極發(fā)生還原反應，氧氣在正極獲得電子，堿性條件下生成氫氧根離子．

解答 解：（1）由圖可知，1mol NO₂和1mol CO反應生成CO₂和NO放出熱量368-134=234kJ，反應熱化學方程式為NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ•mol^-1，
故答案為：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ•mol^-1；
（2）氣態(tài)水的能量高于液態(tài)水，生成液態(tài)水放出的能量更多，故如果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，則：
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量（mol）：2     2       0
轉化量（mol）：0.2   0.6      0.4
平衡量（mol）：1.8   1.4      0.4
H₂的轉化率=$\frac{0.6mol}{2mol}$×100%=30%；
恒溫恒容下，隨反應進行壓強減小，若該反應在恒溫恒壓條件下進行，等效為在原平衡的基礎上增大壓強，平衡正向移動，H₂的轉化率比上述條件（恒容）下H₂的轉化率大，
故答案為：30%；大；
（4）原電池正極發(fā)生還原反應，氧氣在正極獲得電子，堿性條件下生成氫氧根離子，正極電極反應式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

點評 本題考查化學平衡計算與影響因素、熱化學方程式書寫、原電池等，難度不大，注意對基礎知識的理解掌握．