(13分)直接甲醇燃料电池(DNFC)被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源。(1)101 kPa时,1 mol CH3OH完全燃烧生成稳定的氧化物放出热量72
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(13分)直接甲醇燃料电池(DNFC)被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源。 (1)101 kPa时,1 mol CH3OH完全燃烧生成稳定的氧化物放出热量726.51 kJ/mol,则甲醇燃烧的热化学方程式为 。 (2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应原理是: ①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H1="+49.0" kJ·mol-1 ②CH3OH(g)+O2(g)= CO2(g)+2H2(g) △H2 已知H2(g)+O2(g)===H2O(g) △H ="-241.8" kJ·mol-1 则反应②的△H2= 。 (3)甲醇燃料电池的结构示意图如右。甲醇进入 极(填“正”或“负”),该极发生的电极反应为 。
(4)已知H—H键能为436 KJ/mol,H—N键能为391KJ/mol,根据化学方程式: N2 (g)+ 3H2 (g)= 2NH3(g) ΔH=" —92.4" KJ/mol,则N≡N键的键能是 。 |
答案
(13分)(1)CH3OH(l) + 3/2 O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) △H =-726.51 kJ/mol (3分) (2)-192.8 kJ·mol-1 (3分) (3)负 (2分) CH3OH+ H2O-6e-=CO2 + 6H+ (2分) (4)945.6KJ/mol (3分) |
解析
试题分析:(1)根据已知条件可知,甲醇燃烧的热化学方程式为CH3OH(l) + 3/2 O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) △H =-726.51 kJ/mol。 (2)根据盖斯定律可知,②-①即得到H2(g)+O2(g)=H2O(g),所以该反应的△H=△H2-49.0 kJ·mol-1=-241.8 kJ·mol-1,解得△H2=-192.8 kJ·mol-1 。 (3)原电池中负极失去电子,正极得到电子。所以甲醇在负极通入。由于含有氢离子交换膜,因此负极电极反应式是CH3OH+ H2O-6e-=CO2 + 6H+。 (4)反应热等于反应物中化学键的断裂吸收的能量和形成化学键时所放出的能量的差值。因此根据键能可知,ΔH=x+2×436kJ/mol-2×3×391kJ/mol=—92.4 KJ/mol,解得x=945.6KJ/mol,即氮氮三键键能是945.6KJ/mol。 点评:在计算反应热时除根据盖斯定律外,还可以利用键能进行计算。因为化学反应的实质就是旧键断裂。新键形成的过程。 |
举一反三
(14分)硫酸盐主要来自地层矿物质,多以硫酸钙、硫酸镁的形态存在。 (1)已知:①Na2SO4(s)=Na2S(s)+2O2(g) ΔH1="+1011.0" kJ·mol-1 ②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1 ③2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH3=-221.0 kJ·mol-1 则反应④Na2SO4(s)+4C(s)=Na2S(s)+4CO(g) ΔH4=________kJ·mol-1;工业上制备Na2S时往往还要加入过量的炭,同时还要通入空气,目的有两个,其一是使硫酸钠得到充分还原(或提高Na2S产量),其二是_____________________________________________。 (2)智能材料是当今材料研究的重要方向之一,纳米Fe3O4由于具有高的比表面、高的比饱和磁化强度和顺磁为零的超顺磁性而被广泛地用作磁流体的磁性粒子。水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应是: 3Fe2+ + 2S2O32- + O2 + xOH-=Fe3O4+S4O62-+2H2O 请回答下列问题:
①水热法所制得的水基磁流体超过30天都未出现分层和混浊现象,因为该分散系是________。 ②上述反应方程式x=___________________。 ③该反应中1molFe2+被氧化时,被Fe2+还原的O2的物质的量为_____。 (3)高温时,用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。 ①750℃时,测得气体中含等物质的量SO2和SO3,此时反应的化学方程式是____________。 ②由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池,其装置示意图如上图,该电池反应的化学方程式为_____________________________________________________。 |
化学反应N2+3H2 2NH3的能量变化下图所示,该反应的热化学方程式是 ( )
A.N2(g)+3H2(g) 2NH3(1);△H=2(a-b-c)kJ·mol-1 | B.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);△H=-2(b-a)kJ·mol-1 | C.N2(g)+H2(g) NH3(1);△H=(b+c-a)kJ·mol-1 | D.N2(g)+H2(g) NH3(g);△H=(a+b)kJ·mol-1 |
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已知热化学方程式:SO2(g)+ 1/2O2(g) SO3(g) △H = ―98.32kJ/mol,在容器中充入2molSO2和1molO2充分反应,最终放出的热量为( )A.196.64kJ | B.98.32kJ | C.>196.64kJ | D.<196.64kJ |
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已知:(1)Zn(s)+1/2O2(g) = ZnO(s);ΔH =-348.3 kJ/mol;(2)2Ag(s)+1/2O2(g) = Ag2O(s);ΔH =-31.0 kJ/mol,则Zn(s)+Ag2O(s) = ZnO(s)+2Ag(s)的ΔH等于( )A.-317.3 kJ/mol | B.-379.3 kJ/mol | C.-332.8 kJ/mol | D.317.3 kJ/mol |
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已知:2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ); △H = -571.6kJ/mol 2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( g ); △H = -483.6kJ/mol CH4 ( g ) + 2O2 ( g ) = 2H2O ( l ) + CO2 ( g ); △H = -890 kJ/mol 标准状况下,取甲烷和氢气的混合气体11.2L完全燃烧后恢复到常温,则放出的热量为203.32kJ,试求混合气体中甲烷和氢气体积比。 |
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