(14分)氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取與儲存是氫能源利用領域的研究熱點。
(1)以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。已知:
CH4(g)+H2O(g) ===CO(g)+3H2(g)        ΔH=+206.2 kJ/mol
CH4(g)+CO2(g) ===2CO(g)+2H2(g)       ΔH=+247.4 kJ/mol
CH4(g)與H2O(g)反應生成CO2(g)和H2(g)的熱化學方程式為               。
(2)硫鐵礦(FeS2)燃燒產(chǎn)生的SO2通過下列碘循環(huán)工藝過程既能制H2SO4,又能制H2。

已知1g FeS2完全燃燒放出7.1 kJ熱量,F(xiàn)eS2燃燒反應的熱化學方程式為      。
該循環(huán)工藝過程的總反應方程式為      
(3)電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制氫的裝置示意圖見圖(電解池中隔膜僅阻止氣體通過,陰、陽極均為惰性電極)。電解時,陽極的電極反應式為               

(4)用吸收H2后的稀土儲氫合金作為電池負極材料(用MH表示),NiO(OH)作為電池正極材料,KOH溶液作為電解質溶液,可制得高容量,長壽命的鎳氫電池。電池充放電時的總反應為:
NiO(OH)+MHNi(OH)2+M
①電池放電時,正極的電極反應式為      。
②充電完成時,Ni(OH)2全部轉化為NiO(OH)。若繼續(xù)充電將在一個電極產(chǎn)生O2,O2擴散到另一個電極發(fā)生電極反應被消耗,從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸,此時,陰極的電極反應式為      。
(5)Mg2Cu是一種儲氫合金。350℃時,Mg2Cu與H2反應,生成MgCu2和僅含一種金屬元素的氫化物(其中氫的質量分數(shù)為0.077)。Mg2Cu與H2反應的化學方程式為           。

(14分)
(1)CH­­4(g)+2H2O(g) ===CO­2(g) +4H2(g)  △H=165.0 kJ/mol (2分)
(2)4FeS2(s)+11O2(g) === 2Fe2O3(s)+8SO2(g) △H=-3408 kJ/mol (2分)
2H2O+SO2===H2SO4+H(2分)
(3)CO(NH2)2+8OH-6e===CO32+N2↑+6H2O (2分)
(4)①NiO(OH)+H2O+e===Ni(OH)2+OH(2分)
②2H2O+O2+4e===4OH-    (2分)
(5)2Mg2Cu+3H2MgCu2+3MgH(2分)  B

解析試題分析:(1)已知:①CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2 (g)△H=-206.2kJ?mol-1②CH4(g)+CO2 (g)═2CO(g)+2H2 (g)△H=-247.4kJ?mol-1由蓋斯定律,①×2-②得CH4(g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g)△H=-165.0 kJ?mol-1,故答案為:CH4(g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g)△H=-165.0 kJ?mol-1
(2)根據(jù)題目信息,已知1g FeS2完全燃燒放出7.1 kJ熱量,求得4mol FeS2完全燃燒放出3408 kJ熱量,故方程式為4FeS2(s)+11O2(g) === 2Fe2O3(s)+8SO2(g) △H=-3408 kJ/mol ;由反應物到最終產(chǎn)物,并根據(jù)原子,元素守恒可寫為 2H2O+SO2===H2SO4+H
(3)由圖可知,CO(NH22在陽極放電生成N2,C元素價態(tài)未變化,故還有碳酸鉀生成與水生成,電極反應式為CO(NH22+8OH--6e-=CO32-+N2↑+6H2O,故答案為:CO(NH22+8OH--6e-=CO32-+N2↑+6H2O;
(4)①電池放電時,正極的電極要得到電子,反應式NiO(OH)+H2O+e===Ni(OH)2+OH(2分) ②據(jù)題意氧氣要削耗掉,故反應2H2O+O2+4e===4OH
(5)令金屬氫化物為RHx,金屬R的相對分子質量為a,則X/(a+X)=0.077,即923x=77a,X為金屬的化合價,討論可得x=2,a=24,故該金屬氫化物為MgH2,故反應方程式為2Mg2Cu+3H2==MgCu2+3MgH2,故答案為:2Mg2Cu+3H2=MgCu2+3MgH2
考點:本題考查熱化學方程式的書寫、電解原理、常用化學用語書寫等,(4)(5)為難點、易錯點,(4)中根據(jù)化合價判斷產(chǎn)物,(5)中注意根據(jù)討論進行確定金屬氫化物的化學式.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

I.已知:反應①H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)   ΔH=" —184" kJ/mol
②4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=" —115.6" kJ/mol 
      
請回答:
(1)H2與O2反應生成氣態(tài)水的熱化學方程式                                     
(2)斷開1 mol H—O 鍵所需能量約為                kJ。
II.實施以減少能源浪費和降低廢氣排放為基本內(nèi)容的節(jié)能減排政策,是應對全球氣候問題、建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇。化工行業(yè)的發(fā)展必須符合國家節(jié)能減排的總體要求。試運用所學知識,解決下列問題:
(1)已知某反應的平衡表達式為:  ,它所對應的化學方程式為:               。                       
(2)已知在400℃時,N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g) △H<0 的K="0.5," 則400℃時,在0.5L的反應容器中進行合成氨反應,一段時間后,測得N2、H2、NH3的物質的量分別為2mol、1mol、2mol,則此時反應V(N2)      V(N2)(填:>、<、=、不能確定)。欲使得該反應的化學反應速率加快,同時使平衡時NH3的體積百分數(shù)增加,可采取的正確措施是    (填序號)
A.縮小體積增大壓強    B.升高溫度   C.加催化劑   D.使氨氣液化移走
(3)在一定體積的密閉容器中,進行如下化學反應:A(g) + 3B(g)  2C(g) + D(s) ΔH,其化學平衡常數(shù)K與溫度t的關系如下表:

t/K
300
400
500

K/(mol·L-1)2
4×106
8×107
K1

 
請完成下列問題:
①判斷該反應的ΔH        0(填“>”或“<”)
②在一定條件下,能判斷該反應一定達化學平衡狀態(tài)的是    (填序號)。
A.3v(B)=2v(C))     B.A和B的轉化率相等
C.容器內(nèi)壓強保持不變   D.混合氣體的密度保持不變

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

人們已經(jīng)研制出以丙烷為燃料的新型燃料電池,電解質為熔融碳酸鹽,電池總反應方程式為:C3H8+5O2=3CO2+4H2O。
(1)已知:2C3H8(g)+7O2(g)=6CO(g)+8H2O(l)
C(s)+O2(g)=CO2(g)            
2C(s)+O2(g)=2CO(g)           
則反應C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(1)的△H___________________。. 
(2)該電池的正極通入O2和CO2,負極通入丙烷,則正極的電極反應式為_________________,電池工作時CO32—移向_____________極。
(3)用該電池電解1L 1 mol·L—1的AgNO3溶液,此電解池反應的化學方程式為______________________;當該電池消耗0.005molC3H8時,所得溶液的pH為__________(溶液體積變化忽略不計)

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

2013年初,霧霾天氣多次肆虐我國中東部地區(qū)。其中,汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一。
(l)汽車尾氣凈化的主要原理為:。在密閉容器中發(fā)生該反應時,c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時間(t)的變化曲線,如圖所示。據(jù)此判斷:

①該反應的ΔH______0(選填“>”、“<”)。
②該反應的平衡常數(shù)表達式為____________________
③在T2溫度下,0 ~ 2s內(nèi)的平均反應速率v(N2)_______。
④當固體催化劑的質量一定時,增大其表面積可提高化學反應速率。若催化劑的表面積S1>S2,在上圖中畫出c(CO2)在T1、S2條件下達到平衡過程中的變化曲線。
⑤該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行,下列示意圖正確且能說明反應在進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是__________(填代號)。

(2)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴重的環(huán)境問題。煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物,用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:

寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的熱化學方程式______

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

生產(chǎn)甲醇的原料CO、H2可由下列反應制。篊H4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g),試回答下列問題。
(1)已知:① CH4(g)+3/2 O2(g) CO(g)+2H2O(g)△Hl
② H2(g)+1/2 O2(g) H2O(g) △H2,
則CH4(g)+ H2O(g)CO(g)+3H2(g)的△H=____     (用含△H1,△H2的式子表示)
(2)一定條件下反應CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)中CH4的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖,且T2>T1, 則上述反應的△H____    0(填“<”、“>”、“=”,下同),A、B處對應平衡常數(shù)(KA、KB)的大小關系為KA____       KB

(3)維持溫度T2,將0.04 mol CH4和0.04mol H2O(g)通入容積為1L的定容密閉容器中發(fā)生反應,平衡時達到B點,測得CH4的轉化率為50%,該反應在此溫度下的平衡常數(shù)KB=____  ,下列現(xiàn)象能說明該反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是_    ___
a.容器內(nèi)CH4、H2O、CO、H2的物質的量之比為1:1:1:3
b.容器的密度恒定
c.容器的壓強恒定
d.3υ(CO)=υ((H2
(4)在上述B點平衡基礎上,向容器中再通入amol CH4和a mol H2O氣體,使之在C點重新達平衡,此時測得CO有0.03mol,則a=____         

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

目前,消除氮氧化物污染有多種方法。
(1)用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44.0 kJ·mol-1
寫出CH4 (g)與NO2 (g)反應生成N2 (g) ,CO2(g)和H2O(l)的熱化學方程 式_____________________
(2)用活性炭還原法處理氮氧化物。有關反應為:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)某研究小組向恒容密閉容器加入一定量的活性炭和NO,恒溫(T。C)條件下反應,反應進行到不同時間測得各物質的濃度如下

①不能作為判斷反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)   是_______
A.容器內(nèi)CO2的濃度保持不變
B.v(N2)="2" v(NO)
C.容器內(nèi)壓強保持不變  
D.混合氣體的密度保持不變
E.混合氣體的平均相對分子質量保持不變
②在T。C時.該反應的平衡常數(shù)為_______(保留兩位小數(shù));
③在30  min,改變某一條件,反應重新達到平衡,則改變的條件是_______
(3)科學家正在研究利用催化技術將超音速飛機尾氣中的NO和CO轉變成CO2和N2,其反應為:
2CO+2NON2+2COΔH<0研究表明:在使用等質量催化劑時,增大催化劑的比表面積可提高化學反應速率.為了分別驗證溫度、催化劑的比表面積對化學反 應速率的影響規(guī)律、某同學設計了三組實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下表中。
 
①上表中:a=_______,b=________,e=________
②請在給出的坐標圖中,畫出上表中實驗II和實驗III條件下混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖,并標明相應的實驗編號
 

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

化學反應變化過程及結果的研究。按要求回答問題:
(1)關于反應過程中能量變化的研究:

則:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=                      kJ·mol-1。
(2)關于反應速率和限度的研究:
工業(yè)生產(chǎn)尿素的原理是以NH3和CO2為原料合成尿素[CO(NH2)2],反應的化學方程式為:
2NH3 (g)+ CO2 (g) CO(NH2)2 (l) + H2O (l),該反應的平衡常數(shù)(K)和溫度(T / ℃)關系如下:

T / ℃
165
175
185
195
K
111.9
74.1
50.6
34.8
 
①焓變ΔH  _______0 (填“>”、“<”或“=”)。
②在一定溫度和壓強下,若原料氣中的NH3和CO2的物質的量之比(氨碳比),下圖(1)是氨碳比(x)與CO2平衡轉化率(α)的關系。α隨著x增大而增大的原因是                    

③上圖中的B點處,NH3的平衡轉化率為              。
(3)關于電化學的研究:
鋁是日常生活中用途最多的金屬元素,下圖為Al-AgO電池的構造簡圖,電解質溶液為NaOH,它可用作水下動力電源,該電池中鋁電極反應式為                             。用該電池電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制氫的裝置示意圖如下圖(電解池中隔膜僅阻止氣體通過,陰、陽極均為惰性電極)。電解時,陽極的電極反應式為                         。
   
(4)關于電離平衡的研究:
人體血液里存在重要的酸堿平衡:,使人體血液pH保持在7.35~7.45,否則就會發(fā)生酸中毒或堿中毒。其pH隨c(HCO3-)∶c(H2CO3)變化關系如下表:
c(HCO3-)∶c(H2CO3)
1.0
17.8
20.0
22.4
pH
6.10
7.35
7.40
7.45
 
試回答:
正常人體血液中,HCO3-的水解程度       電離程度(填“大于”、“小于”、“等于”);
②人體血液酸中毒時,可注射緩解        (填選項);
A.NaOH溶液   B.NaHCO3溶液    C.NaCl溶液    D.Na2SO4溶液
③ pH=7.00的血液中,c(H2CO3)       c(HCO3) (填“<”、“>”、“=”)

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

CO2和CH4是兩種重要的溫室氣體,通過CH4和CO2反應制造更高價值化學品是目前的研究目標。
(1)250℃時,以鎳合金為催化劑,向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4,發(fā)生如下反應:CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。平衡體系中各組分體積分數(shù)如下表:

物質
 
CH4
 
CO2
 
CO
 
H2
 
體積分數(shù)
 
0.1
 
0.1
 
0.4
 
0.4
 
 
①此溫度下該反應的平衡常數(shù)K=     
②已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H="-890.3" kJ·mol-1
CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2 (g) △H="2.8" kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H="-566.0" kJ·mol-1
反應CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) 的△H=     。
(2)以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4為催化劑,可以將CO2和CH4直接轉化成乙酸。
①在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖所示。250~300℃時,溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是   。

②為了提高該反應中CH4的轉化率,可以采取的措施是   
③將Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的離子方程式為     。
(3)以CO2為原料可以合成多種物質。
①聚碳酸酯是一種易降解的新型合成材料,它是由加聚而成。寫出聚碳酸酯的結構簡式:   。
②以氫氧化鉀水溶液作電解質進行電解,CO2在銅電極上可轉化為甲烷,該電極反應方程式為     。

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科目:高中化學 來源: 題型:問答題

SO2、NO、NO2、CO都是污染大氣的有害氣體,對其進行回收利用是節(jié)能減排的重要課題。
(1)上述四種氣體中直接排入空氣時會引起酸雨的有__________(填化學式)。
(2)已知:2SO2(g)+ O2(g)=2SO3(g);△H=-196.6kJ/mol
O2(g)+2NO(g)=2NO2(g);△H=-113.0kJ/mol
①反應:NO2(g) +SO2(g)= SO3(g) +NO(g)的△H=_ kJ/mol。
②一定條件下,將NO2和SO2以體積比1:1置于恒溫恒容的密閉容器中發(fā)生反應: NO2(g) +SO2(g)SO3(g) +NO(g),
下列不能說明反應達到平衡狀態(tài)的是_____(填字母)。
a.體系壓強保持不變
b.混合氣體的顏色保持不變
c.NO的物質的量保持不變
d.每生成1molSO3的同時消耗1molNO2
(3)CO可用于合成甲醇,其反應的化學方程式為CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在一容積可變的密閉容器中充有10molCO和20mol H2,在催化劑作用下發(fā)生反應生成甲醇。CO的平衡轉化率(α)與溫度(T)、壓強(p)的關系如圖所示。

①上述合成甲醇的反應為______(填“放熱”或“吸熱”)反應。
②A、B、C三點的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關系為___________。
③若達到平衡狀態(tài)A時,容器的體積為10L,則在平衡狀態(tài)B時容器的體積為_____L。
(4)某研究小組設計了如圖所示的甲醇燃料電池裝置。

①該電池工作時,OH-向______(填“a”或“b”)極移動。
②電池工作一段時間后,測得溶液的pH減小,則該電池總反應的離子方程式為__________________。

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