(12分)2008年9月25日我国“神七”成功发射,标志着我国载人航天技术迈出重要的一步。“神七”以N2H4和N2O4燃料,N2H4学名为肼又称联氨,无色油状液体,具有与氨相似的气味,毒性很大。
⑴水电离成H3O+和OH-叫做水的自偶电离。同水一样,N2H4也有微弱的自偶电离,其自偶电离的方程式为: 。
⑵氨显碱性的原因在于NH3分子中的N原子具有孤对电子,它能通过配位键结合水中的H+,使水电离出OH-,其过程可以表示为NH3+H2ONH4++OH-。试问N2H4与足量盐酸反应的化学方程式: 。
⑶已知硼酸[B(OH)3]为一元弱酸,其显示酸性的原理与NH3、N2H4显示碱性的原理类似,试用离子方程式表示其显示酸性的过程: 。
⑷N2H4和N2O4反应温度达2700摄氏度,产生无污染的气体。1g液态N2H4与足量的液态N2O4充分反应生成两种气态物质,可放出a KJ热量,试写出该反应的热化学方程式:
。
下图是一个简易测量物质反应是吸热还是放热的实验装置,利用此装置可以很方便地测得某反应是放热反应还是吸热反应。将铝片加入小试管内,然后注入足量的盐酸,请根要求完成下列问题:
(1)有关反应的离子方程式是________________________________________________,试管中看到的现象是____________________________________。
(2)S形导管中液面A__________(填“上升”或“下降”),原因是_______________________;说明此反应是___________________(填“放热”或“吸热”)反应。
2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g) △H =" a" kJ·mol-1,反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO2(g)完全转化为1mol SO3(g)放热99 kJ。请回答:
(1)图中A点表示_______________________,a="__________" 。
(2) Ea的大小对该反应的△H _______(填“有” 或“无”)影响。该反应常用V2O5作催化剂,加入V2O5会使图中B点_________(填“升高”、“降低”或“不变”)。
(3)已知单质硫的标准燃烧热为296kJ·mol-1,写出反应的热化学方程式:________________________ ____,常温常压下,由单质硫和氧气经两步反应,若生成1mol SO3(g),放出的总热量为___ ___ 。
(最后一空2分,其余每空1分,共8分)2SO2(g)+O2(g) =2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的ΔH=-99kJ·mol-1.请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示 、 ,E的大小对该反应的反应热有无影响? 。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低? ,理由
是 ;
(2)图中△H= KJ·mol-1;
(3)已知单质硫的燃烧热为296 KJ·mol-1,计算由S(s)生成3 molSO3(g)的△H (要求
计算过程)。
发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料,已知某温度下1.6g气态肼在空气中完全燃烧生成氮气和水蒸气,放出热量28 kJ,则肼燃烧的热化学方程式为______________________
______________________________________;又知氮气在相同条件下燃烧的热化学方程式为:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ;△H=+68kJ·mol-1.则该条件下1mol气态肼和二氧化氮完全反应生成氮气和水蒸气时放出的热量为______kJ.
Ⅰ、恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应: N2(g)+3H2(g)2NH3(g); △H<0
(1)工业生产中,该反应通常在高压下进行反应,做出此选择的理由是:
① ;
② 。
(2)开始时放入1mol N2和3mol H2,到达平衡后,生成amol NH3,若开始时放入χmol N2、3mol H2和y mol NH3,到达平衡后,NH3的物质的量为 3amol,则x= mol,y= mol。
Ⅱ、若该容器恒压、绝热(与外界不发生热交换),在一个与(2)反应前起始条件完全相同的容器中发生上述反应
(3)若开始时放入1mol N2和3mol H2,到达平衡后,生成b mol NH3,将b与(2)小题中的a进行比较 (选填一个编号)
(甲)a<b (乙)a>b (丙)a=b (丁)不能比较a和b的大小
作出此判断的理由是 。
Ⅲ、某研究性学习小组为探究利用电化学原理合成氨,设计如图所示的装置,
(4)电极B为 极
(5)电极A发生的电极反应式为
(6)该电池工作一段时间后,电解质溶液pH
(填增大、减小或不变)
(1)已知常温时32g甲烷燃烧放出的热量为akg,写出甲烷标准燃烧热的热化学方程式 ;
(2)以甲烷为燃料和KOH溶液为电解质制成燃料电池。
其电池负极反应式是: ;
其电池总反应化学方程式是: 。
碳和碳的化合物在人类生产、生活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是一种理想,更是一种值得期待的新的生活方式。
(1)甲烷燃烧放出大量的热,可作为能源用于人类的生产和生活。
已知:①2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l);△H1= —1214kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g);△H2= —566kJ/mol
则反应CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)的△H= 。
(2)①将两个石墨电极插入KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,构成甲烷燃料电池。其正极电极反应式是: 。
②某同学利用甲烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如下图所示),通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。下列说法中正确的是 (填序号)
A.电源中的a一定为正极,b一定为负极
B.可以用NaCl溶液作为电解液
C.A、B两端都必须用铁作电极
D.阴极发生的反应是:2H+ + 2e-→H2↑
③若将所得Fe(OH)2沉淀暴露在空气中,反应的化学方程式为 。
(3)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
|
H2O |
CO |
CO2 |
|||
1 |
650 |
2 |
4 |
1.6 |
5 |
2 |
900 |
1 |
2 |
0.4 |
3 |
3 |
900 |
a |
b |
c |
1 |
①实验1中,以v(H2)表示的平均反应速率为 。
②该反应的正反应为 (填“吸”或“放”)热反应。
(4)将2.4g碳(碳的相对原子质量为12)在足量氧气中燃烧,所得气体通入100mL 3.0mol/L的氢氧化钠溶液中,完全吸收后,溶液中的溶质的化学式是 ;溶液中所含离子的物质的量浓度由大到小的顺序为: 。
能量是一个世界性的话题,如何充分利用能量、开发新能源,为人类服务是广大科技工作者不懈努力的目标。
(1)如图所示,组成一个原电池.
①当电解质溶液为稀硫酸时:
Cu电极是_____(填“正”或“负”)极,其电极反应为____,该反应是____(填“氧化”或“还原”)反应;
②当电解质溶液为浓硝酸时:
Cu电极是_____极,其电极反应为__________,该反应是_____反应.
(2)电解是将 能转化为 能。请写出电解硫酸铜溶液的总化学方程式____________
(3)燃烧氢气时耗氧量小,发热量大.已知4克H2燃烧生成液态水时放热为571.6kJ,试写出表示H2燃烧热的热化学方程式为: .
(4)下图是一碳酸盐燃料电池(MCFC),以水煤气(CO、H2)为燃料,一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。写出B极发生的电极反应式 。
中和热是指酸跟碱发生中和反应生成lmol H2O所放出的热量。某学生想通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和热。他将50mL0.5mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。请回答下列问题:
(1) 从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是__________________,烧杯间填满碎塑料泡沫的作用是______________ ___________________。
(2) 大烧杯上如不盖硬纸板,则求得的中和热数值_______(填“偏大”、“偏小’、“无影响”)
(3) 实验中改用60 mL 0.50 mol/L的盐酸跟50mL 0.55 mol/L的NaOH溶液进行反应,
与上述实验相比,所放出的热量________(填“相等”或“不相等”),理由是____________
___________________________________;所求中和热的数值会________(填“相等”
或“不相等”),理由是__________________________________________________。
红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的△H表示生成1mol产物的数据)。
根据上图回答下列问题:
(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式______________________________。
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式______________________________,上述分解反应是一个可逆反应,温度T1时,在密闭容器中加入0.80molPCl5,反应达到平衡时PCl5还剩0.60mol,其分解率α1[分解率即分解量除起始量]等于_____ ____;。
(3)P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的△H3=_________,P和Cl2一步反应生成1molPCl5的△H4______△H3(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)PCl5与足量水充分反应,最终生成两种酸,其化学方程式是_____________。
当一个化学反应中反应物总能量大于生成物总能量时,此反应为__________反应(吸热或放热),酸碱中和是____________反应(吸热或放热)。
在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢,当它们混合时,即产生大量氧气和水蒸气,并放出大量热。已知0.4mol液态肼与足量过氧化氢反应,生成氮气和水蒸气,放出256.65kJ的热量。
(1)写出肼和过氧化氢的电子式:肼___________________,过氧化氢______________ 。
(2)写出该反应热化学方程式:________________________________________________。
(3)已知H2O(1)==H2O(g) △H=+44kJ/mol,则16g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时,放出的热量是_____________________ kJ。
(4)上述反应用于火箭推进剂,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很突出的优点是:_____________________________________________________________________。
近20年来,对于氢能源的研究获得了迅速发展,像电一样,氢是一种需要依靠其他能源如石油、煤、太阳能等的能量来制取的所谓的“二级能源”,而存在于自然界的可以提供现成形式能量的能源称为一级能源,如煤、石油、太阳能和原子能等。
(1)为了有效发展民用氢能源,首先必须制得廉价的氢气,下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是_______________。
A.电解水 | B.锌和稀硫酸反应 |
C.光解海水 | D.以石油、天然气为原料 |
(2)氢气燃烧时耗氧量小,发热量大。已知碳和氢气燃烧的热化学方程式为:
C(s)+O2(g)====CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
H2(g)+1/2O2(g)====H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
试通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是_______________。
(3)氢能源有可能实现能源的贮存,也可能实现经济、高效的输送。研究表明过渡金属的氢化物(又称间充氢化物)中,氢原子填充在金属的晶格间隙之间时,其组成不固定,通常是非化学计量的,如LaH2.76、TiH1.73、Ce H2.69。已知标准状况下,1体积的钯粉大约可吸附896体积的氢气(钯粉的密度为10.64 g·cm-3,相对原子质量为106.4),试写出钯(Pd)的氢化物的化学式_________________。
煤燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用:A.利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热;B.先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳,然后使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。这两个过程的热化学方程式为:
a.C(s)+O2(g)====CO2(g) ΔH=E1①
b.C(s)+H2O(g)====H2(g)+CO(g) ΔH=E2②
H2(g)+1/2O2(g)====H2O(g) ΔH=E3③
CO(g)+1/2O2(g)====CO2(g) ΔH=E4④
完成下列问题:
(1)与途径a相比途径b有较多的优点,即_________________________。
(2)上述四个热化学方程式中的哪个反应的ΔH>0?___________________。
(3)等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用总能量关系正确的是________。
A.a比b多 B.a比b少 C.a与b在理论上相同
(4)根据能量守恒定律,E1、E2、E3、E4之间的关系为_________________________。