Question

（1）如图是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：

 

．该反应若使用正催化剂，则会使图中过渡态对应的能量升高还是降低？

 

，理由是

 

；
（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）△H=-2 500kJ/mol．如果1mol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 500kJ（填“＜”、“＞”或“=”）．
（3）恒温恒容下，2mol H₂与2mol N₂反应达到平衡时，N₂为1.8mol，H₂的转化率为

 

；
（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

考点：反应热和焓变,化学电源新型电池,化学平衡的计算

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）由图可知，1mol NO₂和1mol CO反应生成CO₂和NO放出热量234kJ，根据热化学方程式书写原则进行书写；催化剂能够降低反应的活化能；
（2）气态水变化为液态水是放热过程分析；
（3）转化率=

消耗量

起始量

×100%；
（4）甲烷燃料电池中，燃料在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应．

解答： 解：（1）由图可知，1mol NO₂和1mol CO反应生成CO₂和NO放出热量234kJ，反应热化学方程式为NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ?mol^-1；催化剂能够降低反应的活化能，所以使过渡态能量降低，
故答案为：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ?mol^-1；降低；因为催化剂改变了反应历程，使活化能E₁降低；
（2）气态水变化为液态水是放热过程，C₂H₈N₂（l）+8H₂O₂（l）═N₂（g）+2CO₂（g）+12H₂O（g）△H=-2500kJ/mol．如果1mol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＞2500kJ；
故答案为：＞；
（3）恒温恒容下，2mol H₂与2mol N₂反应达到平衡时，N₂为1.8mol，反应的氮气物质的量2mol-1.8mol=0.2mol，反应的氢气物质的量为0.6mol，H₂的转化率=

0.6mol

2mol

×100%=30%，
故答案为：30%；
（4）甲烷燃料电池中，燃料在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应，电极反应为O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．

点评：本题考查了热化学方程式书写、转化率、燃料电池电极反应式书写等等，题目难度较大．