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反應生成CO₂和NO過 程中能量變化示意圖，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．
（2）試在原圖基礎上畫出加入正催化劑后該反應在反應過程中的能量變化示意圖（進行必要的標注）．
（3）已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ/mol
2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746kJ/mol
寫出一氧化碳氣體燃燒熱的熱化學方程式：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研究的熱點．某同學擬利用在催化劑作用下，CO分解生成無污染的物質(zhì)，通過查閱文獻發(fā)現(xiàn)：2CO（g）=2C（s，石墨）+O₂（g）△H＞0，△S＜0；請你分析甲的思路否 （填是或否）可行？理由是該反應△G始終大于0，是非自發(fā)反應．

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，根據(jù)熱化學方程式書寫原則進行書寫；
（2）加入催化劑，降低反應物的活化能，反應速率加快；
（3）依據(jù)蓋斯定律和熱化學方程式計算得到所需熱化學方程式，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)反應自發(fā)堿性的判斷依據(jù)分析判斷，△H-T△S＜0反應自發(fā)進行．

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，
故答案為：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234 kJ/mol；
（2）加入催化劑，降低反應物的活化能，反應速率加快，圖象應為，
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，反應不能自發(fā)進行，不能實現(xiàn)此反應，
故答案為：否，該反應△G始終大于0，是非自發(fā)反應；

點評 本題考查反應熱的有關計算以及催化劑對反應活化能的影響，反應自發(fā)進行的判斷依據(jù)，題目難度中等，注意熱化學方程式的計算以及加入催化劑，降低反應物的活化能．