(1)、①用肼(N2H4)為燃料,四氧化二氮做氧化劑,兩者反應(yīng)生成氮氣和氣態(tài)水。
已知:N2(g)+2O2(g)=N2O4(g) ΔH=+10.7kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-543kJ·mol-1
寫出氣態(tài)肼和N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: 。
②已知四氧化二氮在大氣中或在較高溫度下很難穩(wěn)定存在,其很容易轉(zhuǎn)化為二氧化氮。試推斷由二氧化氮制取四氧化二氮的反應(yīng)條件(或措施): 。
(2)科學(xué)家制造出一種使用固體電解質(zhì)的燃料電池,其效率更高,可用于航天航空。
圖甲所示裝置中,以稀土金屬材料為惰性電極,在兩極上分別通入CH4和空氣,其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2固體,它在高溫下能傳導(dǎo)陽極生成的O2-(O2+4e →2O2-)
①c電極為 ,d電極上的電極反應(yīng)式為 。
②圖乙是電解100mL 0.5mol·L-1 CuSO4溶液,a電極上的電極反應(yīng)式為 。若a電極產(chǎn)生56mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體,則所得溶液的pH= (不考慮溶液體積變化),若要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài),可加入 (選填字母序號)
a.CuO b.Cu(OH)2 c.CuCO3 d.Cu2(OH)2CO3
(14分)
(1)①2 N2H4(g) + N2O4(g)= 3N2(g)+4H20(g) △H=-1096.7KJ·mol-1(2分)
②加壓、降溫(各1分)
(2)①正極(2分) CH4 - 8e- + 402-=CO2+2H2O (2分)
②4OH—- 4e-=2H2O+O2 (2分) 1 (2分) a、c (2分)
解析試題分析:(1)①a、N2(g)+2O2(g)=N2O4(g)△H=10.7kJ·mol-1;b、N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-543kJ·mol-1
依據(jù)蓋斯定律b×2-a得到 2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1096.7KJ·mol-1;
答案為:2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1096.7KJ·mol-1;
②四氧化二氮在大氣中或在較高溫度下很難穩(wěn)定存在,它很容易轉(zhuǎn)化為二氧化氮,由二氧化氮制取四氧化二氮,2NO2N2O4,反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)前后氣體體積減小所以反應(yīng)條件為:增大壓強、降溫都有利于反應(yīng)正向進(jìn)行;
故答案為:增大壓強、降溫;
(2)①圖1是原電池,依據(jù)電流流向是從正極流向負(fù)極,c電極為正極,氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng),d電極為電池負(fù)極甲烷是電子發(fā)生還原反應(yīng),在兩極上分別通入CH4和空氣,其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2固體,它在高溫下能傳導(dǎo)陽極生成的O2-離子,結(jié)合電子守恒寫出電極反應(yīng)為:CH4- 8e-+4O2-=CO2+2H2O;
答案為:正極; CH4- 8e-+4O2-=CO2+2H2O;
②如圖2所示電解100mL0.5mol?L-1CuSO4溶液,發(fā)生的電解池反應(yīng)為:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,與電源正極相連的為陽極,溶液中 氫氧根離子是電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為:4OH--4e-=2H2O+O2↑;若a電極產(chǎn)生56mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體為氧氣,物質(zhì)的量為0.0025mol,消耗氫氧根離子物質(zhì)的量為0.01mol,溶液中生成氫離子物質(zhì)的量為0.01mol,c(H+)==0.1mol·L-1,PH=-lg0.1=1;則所得溶液電解過程中CuSO4溶液每損失2個Cu原子,就損失2個 O原子,相當(dāng)于損失一個CuO,為了使CuSO4溶液,恢復(fù)原濃度,應(yīng)加入CuO,也可以加入CuCO3,符合恢復(fù)溶液濃度的定量關(guān)系,但不能加入Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3,因為CuCO3+H2SO4CuSO4+CO2↑+H2O,相當(dāng)于加CuO,而Cu(OH)2+H2SO4CuSO4+2H2O、Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4 +CO2↑+3H2O,除增加溶質(zhì)外還增加了水;選ac.
答案為:4OH—- 4e-=2H2O+O2 ;1;ac;
考點:熱化學(xué)方程式;化學(xué)電源新型電池
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1) 8g液態(tài)的CH3OH在氧氣中完全燃燒,生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時釋放出Q kJ的熱量。試寫出液態(tài)CH3OH燃燒熱的熱化學(xué)方程式 。
(2)在化學(xué)反應(yīng)過程中,破壞舊化學(xué)鍵需要吸收能量,形成新化學(xué)鍵又會釋放能量。
化學(xué)鍵 | H—H | N—H | N≡N |
鍵能/kJ·mol-1 | 436 | 391 | 945 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)CH4(g )+2O2(g )=CO2(g )+2H2O(g ) ΔH=-802.3kJ/mol
該熱化學(xué)反應(yīng)方程式的意義是_____________________________________。
(2)已知2g乙醇完全燃燒生成液態(tài)水放出Q kJ的熱量,寫出表示乙醇燃燒熱的熱化學(xué)方
程式:____________________________________________________________.
(3)已知拆開1mol H-H鍵,1mol N-H鍵,1mol 鍵分別需要的能量是436kJ、391KJ、946kJ,則N2與H2反應(yīng)生成1mol NH3(g)的熱化學(xué)方程式是___________________.
(4)依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進(jìn)行推算。
已知:C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol ①
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ/mol ②
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2599kJ/mol ③
根據(jù)蓋斯定律,計算298K時由C(石墨,s)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反應(yīng)的焓變:
____________________________.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(14分)2014年10月初,霧霾天氣多次肆虐河北、天津、北京等地區(qū)。其中,燃煤和汽車尾氣是造成空氣污染的原因之一。
(1)汽車尾氣凈化的主要原理為:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。△H<0
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式 。
②若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行,下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是 (填代號)。
(2)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴(yán)重的環(huán)境問題。煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物,用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。
已知:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol
2NO2(g)N2O4(g) △H=-56.9 kJ/mol
H2O(g) = H2O(l) ΔH = -44.0 kJ/mol
寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的熱化學(xué)方程式: 。
(3)在一定條件下,也可以用NH3處理NOx。已知NO與NH3發(fā)生反應(yīng)生成N2和H2O,現(xiàn)有NO和NH3的混合物1mol,充分反應(yīng)后得到的還原產(chǎn)物比氧化產(chǎn)物多1.4 g,則原反應(yīng)混合物中NO的物質(zhì)的量可能是_____________。
(4)以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。則2 molCH4與足量H2O(g)反應(yīng)最多可生成_______mol H2,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________________________。
(5)上述方法制得的H2可以和CO在一定條件下合成甲醇和二甲醚(CH3OCH3)及許多烴類物質(zhì)。當(dāng)兩者以物質(zhì)的量1:1催化反應(yīng),其原子利用率達(dá)100%,合成的物質(zhì)可能是 。
a.汽油 b.甲醇 c.甲醛 d.乙酸
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
科學(xué)家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下 與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇,并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知:H2(g)、CO(g)和CH3OH(1)的燃燒熱△H分別為-285.8 kJ.、一283.0 kJ和一726.5.kJ 。請回答下列問題:
(1)用太陽能分解10mol H2O(1)消耗的能量是________kJ.
(2)甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為:
__________________________________________________________________________.
(3)在容積為2L的密閉容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他條件不變的情況下,
考查溫度對反應(yīng)的影響,實驗結(jié)果如下圖所示(注:、均大于300℃):
下列說法正確的是_______________(填序號)
①溫度為時,從反應(yīng)開始到反應(yīng)達(dá)到平衡,生成甲醇的平均速率為:
②該反應(yīng)在時的平衡常數(shù)比時的小
③該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
④處于A點的反應(yīng)體系的溫度從變到,達(dá)到平衡時增大
(4)在溫度時,將1mol CO2和3mol H2充入一密閉恒容容器中,充分反應(yīng)達(dá)到平衡后,若CO2的轉(zhuǎn)化率為a,則此時容器內(nèi)的壓強與起始壓強之比為___________。
(5)在直接以甲醇為燃料的燃料電池中,電解質(zhì)溶液為酸性,負(fù)極的反應(yīng)式為___________________;正極的反應(yīng)式為_____________________________________.理想狀態(tài)下,該燃料電池消耗lmol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為701.8kJ,則該燃料電池的理論效率為_______________(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
煤的氣化是高效、清潔地利用煤炭的重要途徑之一。
(1)在250C 101kPa時,H2與O2化合生成1mol H2O(g)放出241.8kJ的熱量,其熱化學(xué)方程式為
___________
又知: ①C(s)+O2(g)═CO2(g) △H=-393.5kJ/mol
②CO(g)+O2(g)═CO2(g) △H=-283.0kJ/mol
焦炭與水蒸氣反應(yīng)是將固體煤變?yōu)闅怏w燃料的方法,C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H=____kJ/mol
(2) CO可以與H2O(g)進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng): CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H<0在恒容密閉容器中,起始時n(H2O)=0.20mol,n(CO)=0.10 mol,在8000C時達(dá)到平衡狀態(tài),K=1.0,則平衡時,容器中CO的轉(zhuǎn)化率是_____________(計算結(jié)果保留一位小數(shù))。
(3) 工業(yè)上從煤氣化后的混合物中分離出H2,進(jìn)行氨的合成,已知反應(yīng)反應(yīng)N2(g)+3H2(g2NH3(g)(△H<0)在等容條件下進(jìn)行,改變其他反應(yīng)條件,在I、II、III階段體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化的曲線如下圖所示:
①N2的平均反應(yīng)速率v1(N2)、vII(N2)、vIII(N2)從大到小排列次序為________;
②由第一次平衡到第二次平衡,平衡移動的方向 是________,采取的措施是________。
③比較第II階段反應(yīng)溫度(T2)和第III階段反應(yīng)速度(T3)的高低:T2________T3填“〉、=、<”判斷的理由是________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氨氣是生產(chǎn)化肥、硝酸等的重要原料,圍繞合成氨人們進(jìn)行了一系列的研究
(1)氫氣既能與氮氣又能與氧氣發(fā)生反應(yīng),但是反應(yīng)的條件卻不相同。
已知:2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g) ΔH =" -483.6" kJ/mol
3H2 (g) + N2 (g) 2NH3 (g) ΔH =" -92.4" kJ/mol
計算斷裂1 mol N≡N鍵需要能量 kJ , 氮氣分子中化學(xué)鍵比氧氣分子中的化學(xué)鍵鍵 (填“強”或“弱”),因此氫氣與二者反應(yīng)的條件不同。
(2)固氮是科學(xué)家致力研究的重要課題。自然界中存在天然的大氣固氮過程:N2 (g) + O2 (g) =" 2NO" (g) ΔH =" +180.8" kJ/mol ,工業(yè)合成氨則是人工固氮。
分析兩種固氮反應(yīng)的平衡常數(shù),下列結(jié)論正確的是 。
反應(yīng) | 大氣固氮 | 工業(yè)固氮 | ||||
溫度/℃ | 27 | 2000 | 25 | 350 | 400 | 450 |
K | 3.84×10-31 | 0.1 | 5×108 | 1.847 | 0.507 | 0.152 |
| N2 | H2 | NH3 |
甲 | 1 | 3 | 0 |
乙 | 0.5 | 1.5 | 1 |
丙 | 0 | 0 | 4 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
開發(fā)、使用清潔能源發(fā)展“低碳經(jīng)濟”,正成為科學(xué)家研究的主要課題。氫氣、甲醇是優(yōu)質(zhì)的清潔燃料,可制作燃料電池。
(1)已知:① 2CH3OH(1) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH1 =" –" 1275.6 kJ/mol
② 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) ΔH2 =" –" 566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(1) ΔH3 =" –" 44.0 kJ/mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式:___________。
(2)生產(chǎn)甲醇的原料CO和H2來源于:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH>0
①一定條件下CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖a。則Tl ________T2(填“<”、“>”、“=”,下同);A、B、C三點處對應(yīng)平衡常數(shù)(KA、KB、KC)的大小關(guān)系為___________。
②100℃時,將1 mol CH4和2 mol H2O通入容積為1 L的定容密封容器中,發(fā)生反應(yīng),能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________
a.容器內(nèi)氣體密度恒定
b.單位時間內(nèi)消耗0.1 mol CH4同時生成0.3 mol H2
c.容器的壓強恒定
d.3v正(CH4) = v逆(H2)
如果達(dá)到平衡時CH4的轉(zhuǎn)化率為0.5,則100℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K =___________
(3)某實驗小組利用CO(g) 、 O2(g) 、KOH(aq)設(shè)計成如圖b所示的電池裝置,則該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為___________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
(14分)研究銀及其化合物具有重要意義。
(l)已知:
Ag2O(s)+2HC1(g) 2AgC1(s)+H2O(1) △H1=-324.4 kJ·mo1-1
2Ag(s)+1/2O2(g) Ag2O(s) △H2=-30.6 kJ·mo1-1
H2(g)+C12(g) 2HC1(g) △H3=-184.4 kJ.·mo1-1
2H2(9)+O2(g) 2H2O(1) △H4=-571.2 l·mo1-1
寫出氯氣與銀生成固體氯化銀的熱化學(xué)方程式________。
(2)美麗的銀飾常用Fe(NO3)3溶液蝕刻,寫出Fe3+與Ag反應(yīng)的離子方程式___ _;要判定Fe(NO3)3溶液中NO3—是否在銀飾蝕刻中發(fā)生反應(yīng),可取 的硝酸溶液,然后根據(jù)其是否與Ag發(fā)生反應(yīng)來判定。
(3)銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,放電時,正極Ag2O2轉(zhuǎn)化為Ag,負(fù)極Zn轉(zhuǎn)化為Zn(OH)2,則正極反應(yīng)式為 ,負(fù)極附近溶液的pH ___ (填“增大”、“不變”或“減小”)。
(4)電解法精煉銀時,粗銀應(yīng)與直流電源的 極相連,當(dāng)用AgNO3和HNO3混合溶液做電解質(zhì)溶液時,發(fā)現(xiàn)陰極有少量紅棕色氣體,則產(chǎn)生該現(xiàn)象的電極反應(yīng)式為____。
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