(1)在298K时,1mol C2H6 在氧气中完全燃烧生成CO2和液态水,放出热量1558.3kJ。写出该反应的热化学方程式
题型:不详难度:来源:
(1)在298K时,1mol C2H6 在氧气中完全燃烧生成CO2和液态水,放出热量1558.3kJ。写出该反应的热化学方程式 。 (2)利用该反应设计一个燃料电池:用KOH溶液作电解质溶液,多孔石墨作电极,在电极上分别通入乙烷和氧气。通入乙烷气体的电极应为 极(填“正”或“负”),该电极上发生的电极反应式为 。 (3)在右图所示实验装置中,石墨棒上的电极反应式为 。如果起始时盛有1L pH=5的CuSO4溶液(25℃,CuSO4足量),一段时间后溶液的pH变为1,此时可观察到的现象是 。若要使溶液恢复到起始浓度(温度不变,忽略溶液体积的变化),可向溶液中加入 (填物质名称),其质量约为 。
(4)将普通碳钢钉放入“84消毒液”(NaClO溶液)中浸泡一段时间。预期的实验现象是 。 (5)为了进一步探究碳钢钉在该消毒液(NaClO)中的腐蚀原理,某同学设计了如图所示实验装置,写出碳(C)极上发生的电极反应式 。
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答案
(1)2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(l) △H=−3116.6 kJ·mol-1(2分) (2)负 C2H6+18OH-−14e-=2CO32-+12H2O (3)4OH-−4e-=2H2O+O2↑(2H2O−4e-=O2↑+4H+) 石墨电极表面有气泡产生,铁电极上附着一层红色物质,溶液颜色变浅氧化铜(或碳酸铜) 4g(或6.2g) (4)钢钉表面有红褐色物质生成 (5)ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH- |
解析
试题分析:(1)依据热化学方程式的书写原则结合定量关系写出反应为生成物、各物质的聚集状态、对应反应的焓变得到热化学方程式为:2 C2H6(g)+7 O2(g)→4 CO2(g)+6 H2O(l)△H=-3116.6 kJ/mol; 故答案为:2 C2H6(g)+7 O2(g)→4 CO2(g)+6 H2O(l)△H="-3116.6" kJ/mol; (2)利用反应①2 C2H6(g)+7 O2(g)→4 CO2(g)+6 H2O(l)△H="-3116.6" kJ/mol;设计原电池,根据化合价变化分析判断,乙烷失电子发生氧化反应,所以通入乙烷气体的电极应为负极,正极电极反应为:②O2+2H2O+4e-=4OH-; ①-②×7 得到负极电极反应为:C2H6-14e-+18OH-═2CO32-+12H2O;(3)如图所示实验装置中,石墨棒上是电子流出一端,电解池中电子流出的是阳极,所以阳极电极反应为氢氧根离子放电,电极反应为:4OH--4 e-═O2↑+2H2O;惰性电极电解硫酸铜溶液生成铜、氧气、硫酸,恢复原溶液浓度需要加入析出的物质,即加入氧化铜可以恢复,故答案为:4OH--4 e-═O2↑+2H2O;CuO;将碳钢铁钉浸在次氯酸钠中,会发生电化学腐蚀。其中铁为负极,碳为正极。铁失电子,因为次氯酸根离子的强氧化性,次氯酸根离子得电子生成Cl—。故(4)钢钉表面有红褐色物质生;(5)ClO-+H2O+2e-═Cl-+2OH- |
举一反三
到目前为止,由化学能转变为热能或电能仍然是人类使用最主要的能源。 (1)化学反应中放出的热能(焓变,ΔH)与反应物和生成物的键能(E)有关。 已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-185kJ/mol E(H-H)=436 kJ/mol,E(Cl-Cl)=247 kJ/mol 则E(H-Cl)= ; (2)已知:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-25kJ/mol 3 Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=-47kJ/mol Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+19kJ/mol 请写出CO还原FeO的热化学方程式: ; 最近,又有科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高。一个电极通入空气,另一个电极通入汽油蒸汽。其中固体电解质是掺杂了Y2O3(Y:钇)的ZrO2(Zr:锆) 固体,它在高温下能传导O2-离子(其中氧化反应发生完全)。以丁烷(C4H10)代表汽油。 ①电池的正极反应式为 ____ ; ②放电时固体电解质里的O2-离子的移动方向是向 极移动(填正或负)。 |
(1)已知:① TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140 kJ·mol-1 ②2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1 写出TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式:________________。 (2)有一类甲醇质子交换膜燃料电池,需将甲醇蒸气转化为氢气,两种反应原理是: A.CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ·mol-1 B.CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-676.7 kJ·mol-1 由上述方程式可知,CH3OH的标准燃烧热________(填“大于”“等于”“小于”或“不能确定”)-676.7 kJ·mol-1。已知水的气化热为44 kJ·mol-1,则氢气燃烧的热化学方程式为__________________________。 |
已知化学键能:Si—Si:M KJ/mol O=O:N KJ/mol Si—O:Q KJ/mol,则Si (s) + O2 (g) =SiO2 (s); ΔH=( )A.—(4Q—2M—N)KJ/mol | B.—(4Q—M—2N)KJ/mol | C.—(2Q—M—2N)KJ/mol | D.—(2Q—2M—N)KJ/mol |
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2012年始,雾霾天气无数次肆虐家乡邯郸。其中,燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一。 (1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。△H<0 ①该反应平衡常数表达式 ②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填代号)。
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。 煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。 已知:Ⅰ CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol Ⅱ 2NO2(g)N2O4(g) △H=-56.9 kJ/mol Ⅲ H2O(g) = H2O(l) ΔH = -44.0 kJ/mol 写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式: 。 (3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解100mL1mol/L食盐水,电解一段时间后,收集到标准状况下的氢气2.24L(设电解后溶液体积不变). ①甲烷燃料电池的负极反应式: 。 ②电解后溶液的pH= (忽略氯气与氢氧化钠溶液反应) ③阳极产生气体的体积在标准状况下是 L |
为了减少CO对大气的污染,某研究性学习小组拟研究CO和H2O反应转化为绿色能源H2。已知:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH =-566 kJ·moL-1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH =-483.6 kJ·moL-1 H2O(g)=H2O(l) ΔH =-44.0 kJ·moL-1 (1)氢气的标准燃烧热△H = kJ·moL-1。 (2)写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式: 。 (3)H2是一种理想的绿色能源,可作燃料电池;若该氢氧燃料电池以KOH为电解质溶液,其负极的电极反应式是 。 |
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