Question

（1）已知：C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-437.3kJ?mol^-1
H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H=-285.8kJ?mol^-1
CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0kJ?mol^-1
則固態(tài)碳與水蒸汽反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是

 

．
（2）我國實(shí)施“嫦娥探月”行動(dòng)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(yīng)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(yīng)生成液態(tài)水，則反應(yīng)中放出的熱量Q

 

2500kJ（填“＜”、“＞”或“=”）．
（3）恒溫恒容下，2mol H₂與2mol N₂反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，N₂為1.8mol，H₂的轉(zhuǎn)化率為

 

；若該反應(yīng)在恒溫恒壓條件下進(jìn)行（其他條件相同），反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，H₂的轉(zhuǎn)化率比上述條件下H₂的轉(zhuǎn)化率

 

（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，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算所需熱化學(xué)方程式；
（2）氣態(tài)水變化為液態(tài)水是放熱過程分析；
（3）轉(zhuǎn)化率=

消耗量

起始量

×100%，若該反應(yīng)在恒溫恒壓條件下進(jìn)行，為保持恒壓，壓強(qiáng)增大，平衡正向進(jìn)行氫氣轉(zhuǎn)化率增大；
（4）甲烷燃料電池中，負(fù)極上投放燃料甲烷，發(fā)生失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上投放氧氣，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)；

解答： 解：（1）①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-437.3kJ?mol^-1
②H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H=-285.8kJ?mol^-1
③CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律計(jì)算，①-②-③得到固態(tài)碳與水蒸汽反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是：C（s）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-131.5kJ?mol^-1；
故答案為：C（s）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-131.5kJ?mol^-1；
（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(yīng)生成液態(tài)水，則反應(yīng)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(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，N₂為1.8mol，反應(yīng)的氮?dú)馕镔|(zhì)的量2mol-1.8mol=0.2mol，反應(yīng)的氫氣物質(zhì)的量為0.6mol，H₂的轉(zhuǎn)化率=

0.6mol

2mol

×100%=30%；若該反應(yīng)在恒溫恒壓條件下進(jìn)行（其他條件相同），為保持恒壓，壓強(qiáng)增大，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，H₂的轉(zhuǎn)化率比上述條件下H₂的轉(zhuǎn)化率大；
故答案為：30%，大；
（4）在堿性溶液中，負(fù)極上投放燃料甲烷，發(fā)生失電子發(fā)生氧化反應(yīng)：CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O，正極上投放氧氣，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)：2O₂+4H₂O+8e^-═8OH^-；
故答案為：CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算應(yīng)用，化學(xué)平衡的計(jì)算分析判斷，原電池原理和電極反應(yīng)書寫方法，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．