Question

能源是人類生存和發(fā)展的重要支柱．研究化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化在能源緊缺的今天具有重要的理論意義．已知下列熱化學(xué)方程式
①2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-570kJ/mol；
②H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=-242kJ/mol；
③C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ/moL；
④C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/moL；
⑤CO₂（g）+2H₂O（g）=2CH₄（g）+2O₂（g）△H=+890kJ/moL
回答下列問題
（1）上述反應(yīng)中屬于吸熱反應(yīng)的是

 

（2）H₂的燃燒熱為△H=

 

．
（3）蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義．有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然難直接測定，但可通過間接的方法求得．已知C（s）+H₂O（g）=H₂（g）+CO（g）△H=a kJ/moL；則a=

 

；該反應(yīng)的熵△S

 

0（選填“＞”、“=”、“＜”）；已知自由能△G=△H-TS，當(dāng)△G＜0時(shí)可自發(fā)進(jìn)行．則該反應(yīng)在什么條件下可自發(fā)進(jìn)行

 

．
（4）CO分析儀以燃料電池為工作原理，其裝置如圖所示，該電池中電解質(zhì)為氧化釔-氧化鈉，其中O^2-可以在固體介質(zhì)NASICON中自由移動(dòng)．下列說法錯(cuò)誤的是

 

．
A．負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CO+O^2--2e^-=CO₂
B．工作時(shí)電極b作正極，O^2-由電極a流向電極b
C．工作時(shí)電子由電極a通過傳感器流向電極b
D．傳感器中通過的電流越大，尾氣中CO的含量越高．

Answer 1

考點(diǎn)：反應(yīng)熱和焓變,常見化學(xué)電源的種類及其工作原理

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,電化學(xué)專題

分析：（1）根據(jù)熱化學(xué)方程式判斷，當(dāng)△H＜0時(shí)，為放熱反應(yīng)，△H＞0時(shí)為吸熱反應(yīng)；
（2）根據(jù)燃燒熱的定義判斷；
（3）利用③-②可計(jì)算C（s）+H₂O（g）=H₂（g）+CO （g）的反應(yīng)熱；
（4）該裝置是原電池，負(fù)極上一氧化碳失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，原電池放電時(shí)電子從負(fù)極流向正極，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，一氧化碳的含量越大，原電池放電時(shí)產(chǎn)生的電流越大．

解答： 解：（1）由△H＞0時(shí)為吸熱反應(yīng)可知，⑤為吸熱反應(yīng)，故答案為：⑤；
（2）由①可知?dú)錃獾娜紵裏釣椤鱄=

1

2

×（-570kJ/mol）=-285kJ/mol，故答案為：-285kJ/mol；
（3）將③-②可得C（s）+H₂O（g）=H₂（g）+CO （g）△H=（-110.5kJ/mol）-（-242kJ/mol）=+131.5kJ/mol，該反應(yīng)吸熱，且△S＞0，則反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，應(yīng)該在高溫條件下，
故答案為：+131.5；＞；高溫；
（4）A．該裝置是原電池，通入一氧化碳的電極a是負(fù)極，負(fù)極上一氧化碳失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：CO+O^2--2e^-=CO₂，故A正確；
B．工作時(shí)電極b作正極，O^2-由電極b流向電極a，故B錯(cuò)誤；
C．該裝置是原電池，通入一氧化碳的電極a是負(fù)極，通入空氣的電極是正極，原電池放電時(shí)，電子從負(fù)極a通過傳感器流向電極b，故C正確；
D．一氧化碳的含量越大，原電池放電時(shí)產(chǎn)生的電流越大，故D正確，
故答案為：B．

點(diǎn)評：本題考查化學(xué)反應(yīng)與能量變化，為高頻考點(diǎn)，注意把握蓋斯定律的應(yīng)用以及反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的判斷，結(jié)合反應(yīng)的熱化學(xué)方程式解答該題，根據(jù)原電池正負(fù)極上得失電子及反應(yīng)類型、離子的移動(dòng)方向等來分析解答（4），難度不大．