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)碳與水蒸汽反應生成一氧化碳和氫氣的熱化學方程式是

 

．
（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，H₂的轉化率為

 

；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下H₂的轉化率

 

（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，負極上發(fā)生反應的電極反應式為

 

．

Answer 1

考點：熱化學方程式,有關反應熱的計算,化學電源新型電池,化學平衡的計算

專題：基本概念與基本理論

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

消耗量

起始量

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

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)蓋斯定律計算，①-②-③得到固態(tài)碳與水蒸汽反應生成一氧化碳和氫氣的熱化學方程式是：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，反應的氮氣物質的量2mol-1.8mol=0.2mol，反應的氫氣物質的量為0.6mol，H₂的轉化率=

0.6mol

2mol

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

點評：本題考查了熱化學方程式和蓋斯定律計算應用，化學平衡的計算分析判斷，原電池原理和電極反應書寫方法，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．