节能减排是当今社会的热门话题,研发混合动力汽车对于中国汽车业的未来具有重要的战略意义。混合动力汽车持续工作时间长,动力性好的优点,无污染、低噪声的好处,汽车的热

节能减排是当今社会的热门话题,研发混合动力汽车对于中国汽车业的未来具有重要的战略意义。混合动力汽车持续工作时间长,动力性好的优点,无污染、低噪声的好处,汽车的热

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节能减排是当今社会的热门话题,研发混合动力汽车对于中国汽车业的未来具有重要的战略意义。混合动力汽车持续工作时间长,动力性好的优点,无污染、低噪声的好处,汽车的热效率可提高10%以上,废气排放可改善30%以上,某种混合动力汽车的动力系统由“1.6L汽油机十自动变速器十20kW十200V镍氢电池”组成。
①混合动力汽车所用的燃料之一是乙醇,lg乙醇完全燃烧生成CO2气体和液态H2O放出30.0kJ热量,写出乙醇燃烧的燃烧热的热化学方程式            
②镍氢电池的使用可以减少对环境的污染,它采用储氢金属为负极,碱液NaOH为电解液,镍氢电池充电时发生反应                                  。其放电时的正极的电极反应方程式为        
③常温下,同浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH都大于7,两者中哪种的pH更大,其原因是    。0.1mol·L-1 Na2CO3中阴离子浓度大小关系是   ,向0.1mol·L-1 NaHCO3溶液中滴入少量氢氧化钡溶液,则发生反应的离子方程式为:             
(2)二氧化锰、锌是制备干电池的重要原料,工业上用软锰矿(含MnO2)和闪锌矿(含ZnS)
联合生产二氧化锰、锌的工艺如下:

①操作Ⅰ需要的玻璃仪器是      
②软锰矿(含MnO2)和闪锌矿与硫酸反应的化学方程式为       ,上述电解过程中,当阴极生成6.5g B时阳极生成的MnO2的质量为      
③利用铝热反应原理,可以从软锰矿中提取锰,发生的化学方程式为      
答案
(1)①C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g) +3H2O(l);△H=-1380KJ/mol  (2分)
② NiO(OH) + H2O+ e- = Ni(OH)3 + OH- ;    (2分)
③Na2CO3,CO32- 水解比HCO3- 水解程度大,产生的OH- 更多,所以Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3的大,PH大。      C(CO32-)﹥C(OH-)﹥C(HCO3-) (各1分)
Ba2+ + 2OH- + 2HCO3- =BaCO3↓+ CO32- + 2H2O   (2分)
(2)① 漏斗、烧杯、玻棒  (写全得1分) 
②MnO2 +ZnS +2H2SO4==MnSO4+ZnSO4+ S↓+2H2O; 8.7 g (各2分)
③ 3MnO2 + 4Al2Al2O3 + 3Mn   (2分)
解析

试题分析:(1)①燃烧热指是1mol乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出的热量,故把1g换算成成46g,热量数值乘以46得乙醇的燃烧热;②放电时的反应为充电时的逆反应,放电时正极发生还原反应故NiO(OH)得电子发生还原反应生成Ni(OH)2;③根据两者水解程度的大小判断溶液pH的大小;水解是微弱的,碳酸钠溶液中主要存在的阴离子是碳酸根离子,碳酸根离子发生第一步水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子,碳酸氢根离子再发生水解生成碳酸分子和氢氧根离子,故C(CO32-)﹥C(OH-)﹥C(HCO3-);氢氧化钡溶液是少量的,可假设氢氧化钡的物质的量为1mol,2mol的OH-消耗2mol的HCO3-生成2mol的CO32-,1mol的钡离子只和1mol的碳酸根离子反应生成1mol的碳酸钡沉淀,故Ba2+ + 2OH- + 2HCO3- =BaCO3↓+ CO32- + 2H2O;(2)①操作Ⅰ是过滤,故需要漏斗做成过滤器、烧杯、玻璃棒引流;②反应物为MnO2和ZnS,产物MnSO4+ZnSO4,故二氧化锰发生了还原反应,发生氧化反应的是负二价的硫,氧化后生成不溶水的硫单质,故为MnO2 +ZnS +2H2SO4==MnSO4+ZnSO4+ S↓+2H2O;根据信息联合生产二氧化锰、锌,故阴极生成6.5g的锌,物质的量为0.1mol,转移电子的物质的量为0.2mol,当MnSO4得到0.2mol电子时生成0.1mol的MnO2,故质量为8.7g;③根据铝热反应得铝和二氧化锰高温下反应生成锰单质和氧化铝;
举一反三
在一定条件下,CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g), △H= -566kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l), △H= -890kJ·mol-1
由1 mol CO和3 mol CH4组成的混和气体在上述条件下完全燃烧时,释放的热量为(   )
A.2912 kJB.2953 kJC.3236 kJD.3867 kJ

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把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径I:  C(s)+O2(g) = CO2(g)
途径II:先制水煤气: C(s) + H2O(g) =" CO(g)" + H2(g)
燃烧水煤气:2 CO(g) + O2(g) = 2CO2(g);
2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)
已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g);△H1=-393.5 kJ·mol-1  
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);△H2=-241.8kJ·mol-1
③CO(g)+ 1/2O2 (g) =CO2(g);△H3=-283.0kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)CO(g) + H2O(g) = H2(g) + CO2(g) 是       (填“放热反应”或“吸热反应”)
(2)根据盖斯定律,煤和气态水生成水煤气的反应热△H=                    
(3)根据两种途径,下列说法错误的是(   )              
A.途径II制水煤气时增加能耗,故途径II的做法不可取
B.与途径I相比,途径II可以减少对环境的污染
C.与途径I相比,途径II可以提高煤的燃烧效率
D.将煤转化为水煤气后,便于通过管道进行运输

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利用N2和H2可以实现NH3的工业合成,而氨又可以进一步制备硝酸,在工业上一般可进行连续生产。请回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g) = 2NO(g)           △H=+180.5kJ/mol
N2(g)+3H2(g)  2NH3(g)    △H=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g)         △H=-483.6kJ/mol
写出氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式为
           
(2)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应的影响。
实验结果如图所示:

(图中T表示温度,n表示物质的量)
①图像中T2和T1的关系是:T2           T1(填“高于”“低于”“等于”“无法确定”)
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2 的转化率最高的是(填字母)。                     
③若容器容积为1L,在起始体系中加入1mol N2 ,n=3mol反应达到平衡时H2的转化率为60%,则此 条件下(T2),反应的平衡常数K=               。保持容器体积不变,再向容器中加入1mol N2,3mol H2反应达到平衡时,氢气的转化率将
(填“增大”、“减”或“不变”)。
(3)N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注。
①一定温度下,在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应:
2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH>0下表为反应在T1温度下的部分实验数据
t/s
0
50
100
c(N2O5)/mol·L—1
5.0
3.5
2.4
 
则50s内NO2的平均生成速率为                    
②现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池,采用电解法制备N2O5,装置如图所示,其中Y为CO2

写出石墨I电极上发生反应的电极反应式                              
在电解池中生成N2O5的电极反应式为                                 
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甲醇是一种可再生的优质燃料,用途广泛,研究其作用具有广阔前景。
(1)已知在常温常压下,测得反应的反应热如下:
① 2CH3OH(l)+ 3O2(g)  2CO2(g) +4H2O(g)  ∆H1= -1275.6 kJ/mol
② 2CO(g) +O2(g)  2CO2(g)   ∆H2=-566.0 kJ/mol
CH3OH不完全燃烧生成CO和气态水的热化学方程式是       
(2)工业上生产甲醇的反应如下:CO2(g) + 3H2(g)  CH3OH(g)+ H2O(g)   ∆H = -49 kJ/mol
在某温度下,容积均为1 L的A、B两个容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温恒容。容器B中经10 s后达到平衡。达到平衡时的有关数据如下表:
容器
A
B
反应物投入量
1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)
1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)
反应能量变化
放出αkJ热量
吸收19.6 kJ热量
 
①从反应开始至达到平衡时,容器B中CH3OH的平均反应速率为       
②该温度下,B容器中反应的化学平衡常数的数值为       
③α=       
④下列措施能使容器A中甲醇的产率增大的是       
a.升高温度                b.将水蒸气从体系分离
c.用更有效的催化剂        d.将容器的容积缩小一半
(3)我国科学院化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池。甲醇燃料电池的工作原理如下图所示。

① 该电池工作时,b口通入的物质为       
② 该电池正极的电极反应式为       
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汽车尾气中的NOx是大气污染物之一,科学家们在尝试用更科学的方法将NOx转化成无毒物质,从而减少汽车尾气污染。
(1)压缩天然气(CNG)汽车的优点之一是利用催化技术能够将NOx转变成无毒的CO2和N2
①CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H1<0
②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)    △H2<0
③CH4(g) +2NO2(g)N2(g) +CO2(g) +2H2O(g) △H3         。(用△H1和△H2表示)
(2)在恒压下,将CH4(g)和NO2(g)置于密闭容器中发生化学反应③,在不同温度、不同投料比时,NO2的平衡转化率见下表:
投料比[n(NO2) / n(CH4)]
400 K
500 K
600 K
1
60%
43%
28%
2
45%
33%
20%
 
①写出该反应平衡常数的表达式K=         
②若温度不变,提高[n(NO2) / n(CH4)]投料比,则K将         。(填“增大”、“减小”或“不变”。)
③400 K时,将投料比为1的NO2和CH4的混合气体共0.04 mol,充入一装有催化剂的容器中,充分反应后,平衡时NO2的体积分数        
(3)连续自动监测氮氧化物(NOx)的仪器动态库仑仪的工作原理示意图如图1

图1                                    图2
①NiO电极上NO发生的电极反应式:                                
②收集某汽车尾气经测量NOx的含量为1.12%(体积分数),若用甲烷将其完全转化为无害气体,处理1×104L(标准状况下)该尾气需要甲烷30g,则尾气中V(NO)︰V(NO2)=   
(4)在容积相同的两个密闭容器内 (装有等量的某种催化剂) 先各通入等量的CH4,然后再分别充入等量的NO和NO2。在不同温度下,同时分别发生②③两个反应:并在t秒时测定其中NOx转化率,绘得图象如图2所示:
①从图中可以得出的结论是
结论一:相同温度下NO转化效率比NO2的低
结论二:在250℃-450℃时,NOx转化率随温度升高而增大,450℃-600℃时NOx转化率随温度升高而减小
结论二的原因是                                                    
②在上述NO2和CH4反应中,提高NO2转化率的措施有_________。(填编号)
A.改用高效催化剂     B.降低温度     C.分离出H2O(g)       D.增大压强
E.增加原催化剂的表面积   F.减小投料比[n(NO2) / n(CH4)]
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