(9分)(1)肼(N2H4)又称联氨,在常温下是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。已知在101kPa时,1gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和H2O,放出19.5kJ热量(25℃时),表示N2H4燃烧热的热化学方程式是____________________________________________________。
(2)肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。肼-空气燃料电池放电时:正极的电极反应式:__________________;负极的电极反应式:_______________。
(3)下图是一个电解过程示意图。
①锌片上发生的电极反应式是:_____________________________。
②假设使用肼-空气燃料电池作为该过程中的电源,铜片质量变化为128g,则肼-空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气________L(假设空气中氧气体积分数为20%)。
(1)N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-624 kJ·mol-1 (2分)
(2)O2+2H2O+4e-=4OH- (2分) N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑ (2分)
(3)①Cu2++2e-=Cu (1分) ②112 (2分)
解析试题分析:(1)1gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和H2O,放出19.5kJ热量(25℃时),则1molN2H4即32g在氧气中完全燃烧生成氮气和H2O,放出19.5kJ×32=624 kJ热量,因此表示N2H4燃烧热的热化学方程式是N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-624 kJ·mol-1。
(2)原电池中负极失去电子,发生氧化反应,正极得到电子发生还原反应,因此该原电池中正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,负极是肼失去电子,电极反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑。
(3)①锌与电源的负极相连,作阴极,溶液中的铜离子放电,电极反应式为Cu2++2e-=Cu。
②铜片质量变化为128g,即电解128g铜时失去电子的物质的量是×2=4mol,因此根据电子得失守恒可知消耗氧气的物质的量是1mol,在标准状况下的体积是22.4L,所以需要空气的体积是22.4L×5=112L。
考点:考查热化学方程式书写以及电化学原理的应用
科目:高中化学 来源: 题型:单选题
化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化,下列说法正确的是
A.1molN2(g)和NA个O2(g)反应放出的能量为180kJ |
B.1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量小于2molNO(g)具有的总能量 |
C.通常情况下,N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO |
D.NO是一种酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成盐和水 |
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科目:高中化学 来源: 题型:单选题
金刚石和石墨都是碳的单质,石墨在一定条件下可以转化为金刚石。已知12g石墨完全转化为金刚石时,要吸收EkJ的能量,下列说法正确的是( )
A.金刚石与石墨互为同位素 |
B.石墨不如金刚石稳定 |
C.金刚石与石墨互为同分异构体 |
D.等质量的石墨与金刚石完全燃烧,金刚石放出的能量多 |
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科目:高中化学 来源: 题型:单选题
甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是
① CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g);△H=+49.0 kJ/mol
② CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g);△H=-192.9 kJ/mol
下列说法正确的是
A.CH3OH的燃烧为吸热反应 |
B.反应①中的能量变化如图所示 |
C.CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量 |
D.根据②推知反应:CH3OH(l)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的△H >-192.9kJ/mol |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(16分)化工工业中常用乙苯脱氢的方法制备苯乙烯。已知某温度下:
反应①:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),ΔH=" +41.2" kJ/mol;
反应②:(g)(g)+H2(g),ΔH=" +117.6" kJ/mol。
①、②的化学反应平衡常数分别为K1、K2。
(1)请写出二氧化碳氧化乙苯制备苯乙烯的热化学反应方程式 。该反应的化学平衡常数K= (用K1、K2表示)。
(2)恒温恒容条件下,反应①达到平衡后,t1时刻通入少量CO2。请
画出t1之后的正逆反应曲线,并作出标注。
(3)已知某温度下,Ag2SO4饱和溶液中c(Ag+)="0.04" mol/L,则该温度
下Ksp(Ag2SO4)= 。(保留两位有效数字)
(4)电解法制备高铁酸钠(Na2FeO4),总反应式为:Fe+2H2O+2OH-=FeO42-+3H2↑,电解质溶液选用NaOH溶液。该电解池阳极材料是 (写化学式);阳极的电极反应式为__ _________。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(每空1分,共7分)在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ·mol-1表示。请认真观察下图,然后回答问题。
(1)图中所示反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)已知拆开1mol H—H键、1mol I—I、1mol H—I键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ。则由1mol氢气和1mol 碘反应生成HI会________(填“放出”或“吸收”)________kJ的热量。在化学反应过程中,是将______转化为________。
(3)下列反应中,属于放热反应的是________,属于吸热反应的是________。
①物质燃烧 ②炸药爆炸 ③酸碱中和反应 ④二氧化碳通过炽热的碳
⑤食物因氧化而腐败 ⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 ⑦铁粉与稀盐酸反应
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
合成气(CO和H2)是重要的化工原料,在工业生产中有着广泛的应用。
(1)工业上用甲烷和水蒸气在高温条件下发生反应制备合成气(CO和H2),4g甲烷完全反应吸收51.5KJ热量,写该反应的热化学方程式
(2)工业上常用合成气来冶炼金属,其中CO还原氧化铁来冶炼生铁方程式如下:
3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+ 2Fe(s) △H<0
①如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生,当反应达到平衡时, 。
A.容器中Fe2O3的质量不随时间而变化 | B.反应物不再转化为生成物 |
C.n (CO) :n (CO2) = 1:1 | D.容器中气体的压强不随时间而变化 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(14分)运用化学反应原理分析解答以下问题
(1)已知: ①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △Hl= -91kJ·mol-l
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2= -24 kJ·mol-l ③CO(g) +H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H3= -41 kJ·mol-l
且三个反应的平衡常数依次为K1、K2、K3
则反应 3CO(g) +3H2(g) CH3OCH3(g) +CO2(g) △H= .
化学平衡常数K= (用含K1、K2、K3的代数式表示)。
(2)一定条件下,若将体积比为1:2的CO和H2气体通入体积一定的密闭容器中发生反应
3CO(g) +3H2(g) CH3OCH3(g) +CO2(g),下列能说明反应达到平衡状态是 。
a.体系压强保持不变 B.混合气体密度保持不变
c. CO和H2的物质的量保持不变 d.CO的消耗速度等于CO2的生成速率
(3)氨气溶于水得到氨水。在25℃下,将x mol.L-l的氨水与y mol.L-1的盐酸等体积混合,反应后溶液显中性,则c(NH4+)____c(Cl-)(填“>”、“<”、“=”);用含x和y的代数式表示出氨水的电离平衡常数 .
(4)科学家发明了使NH3直接用于燃料电池的方法,其装置用铂黑作电极、加入电解质溶液中,一个电极通入空气,另一电极通入NH3。其电池反应式为:4NH3+3O2 = 2N2+6H2O,电解质溶液应显 (填“酸性”、“中性”、“碱性”),
写出正极的电极反应方程式 .
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