北京时间2013年12月2日凌晨1时30分,我国的“嫦娥三号”月球探测器在西昌卫星发射中心发射升空,发射“嫦娥三号”月球探测器的火箭推进器中装有还原剂肼(N2H
题型:不详难度:来源:
北京时间2013年12月2日凌晨1时30分,我国的“嫦娥三号”月球探测器在西昌卫星发射中心发射升空,发射“嫦娥三号”月球探测器的火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和氧化剂N2O4,当它们混合时,即产生大量的氮气和水蒸气,并放出大量的热。已知0.4 mol气态肼和足量N2O4气体反应生成氮气和水蒸气时放出219.3 kJ的热量。 (1)写出肼和N2O4反应的热化学方程式: ; (2)已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,则16 g气态肼与足量N2O4气体反应生成氮气和液态水时,放出的热量是 ; (3)肼除应用于火箭燃料外,还可作为燃料电池的燃料,由肼和空气构成的碱性燃料电池的负极反应式为: ,正极反应式为: ; (4)向次氯酸钠溶液中通入一定物质的量的氨气可生成肼,写出反应的离子方程式: 。 |
答案
(1)2N2H4(g)+N2O4(g) = 3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1096.5kJ·mol-1(热化学方程式和反应热各1分) (2)318.1 kJ(未写单位不得分) (3)N2H4-4e-+4OH- = N2+4H2O O2+4e-+2H2O = 4OH- (4)2NH3+ClO-= N2H4+Cl-+H2O |
解析
试题分析:(1)已知0.4 mol气态肼和足量N2O4气体反应生成氮气和水蒸气时放出219.3 kJ的热量。则2mol液态肼放出的热量为219.3 kJ×5=1096.5 kJ 所以反应的热化学方程式为:2N2H4(g)+N2O4(g) = 3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1096.5kJ·mol-1 (2)已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1 所以有反应的热化学方程式为:2N2H4(g)+N2O4(g) = 3N2(g)+4H2O(l) ΔH=-1272.5kJ·mol-1 16 g气态肼的物质的量="16g/32g/mol=0.5mol," 放出的热量Q=1272.5 kJ /4="318.1" kJ (3)由肼和空气构成的碱性燃料电池的负极反应式为:N2H4-4e-+4OH- = N2+4H2O 正极反应式为:O2+4e-+2H2O = 4OH- (4)向次氯酸钠溶液中通入一定物质的量的氨气可生成肼, 次氯酸钠是氧化剂,被还原为氯化钠,氨气做还原剂,被氧化为肼。2NH3+ClO-= N2H4+Cl-+H2O |
举一反三
工业制氢气的一个重要反应是: 已知在25℃时:
则2 5℃时1 mol CO与水蒸气作用转化为氢气和二氧化碳反应△H为:
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甲醇是一种重要的化工原料。甲醇与水蒸气催化重整可获得清洁能源,具有广泛的应用前景。现有如下实验,在体积为1 L的密闭容器中,充入1mol CH3OH和1molH2O,一定条件下发生反应:CH3OH (g)+ H2O (g) CO2(g) +3 H2 (g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下表所示。
时间 物质
| 0 min
| 10 min
| 30 min
| 60 min
| 70 min
| CO2(mol/L)
| 0
| 0.2
| 0.6
| 0.8
| 0.8
| CH3OH(mol/L)
| 1.0
| 0.8
| 0.4
| 0.2
| 0.2
| ①已知:CH3OH (g)+ O2 (g) CO2(g) + 2H2 (g) H1= —192.9kJ/mol H2(g)+O2 (g) H2 O(g) H2= —120.9kJ/mol 则甲醇与水蒸气催化重整反应的焓变△H3=_____ 。 ②10~30 min内,氢气的平均反应速率v(H2)=___________mol/(L·min)。 ③该反应的平衡常数表达式为K=__________________。 ④下列措施中能使平衡时n(CH3OH)/n(CO2)减小的是(双选)___________。 A.加入催化剂 B.恒容充入He(g),使体系压强增大 C.将H2(g)从体系中分离 D.再充入1molH2O (2)甲醇在催化剂条件下可以直接氧化成甲酸。 ①在常温下,用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定20. 00 mL 0.1000 mol/L 甲酸溶液过程中,当混合液的pH=7时,所消耗的V(NaOH)___(填“<”或“>”或“=”) 20. 00 mL。 ②在上述滴定操作中,若将甲酸换成盐酸,请在图中的相应位置画出相应的滴定曲线。(1滴溶液约0.04mL)
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(1)已知: C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/mol C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.3 kJ/mol 则反应CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g),ΔH= ____ ___kJ/mol。 (2)在一恒容的密闭容器中,由CO和H2合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH ①下列情形不能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填序号)。 A.每消耗1 mol CO的同时生成2molH2 B.混合气体总物质的量不变 C.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化 ②CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示。A、B两点的平衡常数K(A)_______K(B)(填“>”、“=”或“<”,下同);由图判断ΔH _____0。
③某温度下,将2.0 mol CO和6.0 molH2充入2 L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)="0.25" mol/L,则CO的转化率= ,此温度下的平衡常数K= (保留二位有效数字)。 (3)工作温度650℃的熔融盐燃料电池,用煤炭气(CO、H2)作负极反应物,空气与CO2的混合气体为正极反应物,催化剂镍作电极,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物作电解质。负极的电极反应式为:CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O;则该电池的正极反应式为 。 |
氯化铁是一种重要的化工原料,无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成FeCl3·nH2O。 (1)实验室用如下装置(部分加热、夹持等装置已略去)制备无水氯化铁固体。
①装置A中仪器z的名称是___________。 ②简述检验装置A气密性的操作:______________________。 ③按气流方向连接各仪器接口,顺序为a→_________ →__________ →_________ →__________→b→c→_________→__________,装置D的作用是______________________。 (2)工业上制备无水氯化铁的一种工艺流程如下:
①吸收塔中发生反应的离子方程式为_________________________________________。 ②简述由FeCl3·6H2O晶体得到无水氯化铁的操作:________________________________。 ③用碘量法测定所得无水氯化铁的质量分数:称取m克无水氯化铁样品,溶于稀盐酸,再转移到100 mL容量瓶中,用蒸馏水定容;取出10 mL,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,滴入指示剂_________(填试剂名称),用c mol/L的Na2S2O3溶液进行滴定,终点时消耗V mLNa2S2O3溶液(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。则样品中氯化铁的质量分数为____________。 (3)若已知: Fe(OH)3(aq)Fe3+(aq)+3OH-(aq) △H=a kJ/mol H2O(l)H+(aq)+OH-(aq) △H=b kJ/mol 请写出Fe3+发生水解反应的热化学方程式________________________________________。 |
运用化学反应原理研究NH3的性质具有重要意义。请回答下列问题: (1)氨气、空气可以构成燃料电池.其电池反应原理为4NH3+3O2=2N2+6H2O。则电解质溶液应该显 (填“酸性”“中性”或“碱性”).正极的电极反应式为 。 (2)25℃时.将amol·L—1的氨水与0.1mol·L—1的盐酸等体积混合。 ①当溶液中离子浓度关系满足c(NH4+)>c(Cl-))时.则反应的情况可能为 。 A.盐酸不足.氨水剩余 B.氨水与盐酸恰好完全反应 C.盐酸过量 ②当溶液中c(NH4+)=c(Cl-))时.用含“a”的代数式表示NH3·H2O的电离平衡常数Kb=______________. (3)在0.5L恒容密闭容器中,一定量的N2与H2进行反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ∆H=bkJ/mol,其化学平衡常数K与温度的关系如下: ①写出该反应的化学平衡常数的表达式:__________,b________(填“大于”“小于”或“等于”)0 ②400℃时,测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量分别为3mol、2mol、1mol时,此时刻该反应的v正(N2)_________(填“大于”“小于”或“等于”)v逆(N2). (4)已知:①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ∆H="-1266.8KJ/mol" ;②N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H=+180.5KJ/mol,写出氨高温催化氧化的热化学方程式: 。 |
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