【題目】(1)火箭的第一、二級發(fā)動機(jī)中,所用的燃料為偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼來制備。

①用肼(N2H4)作燃料,四氧化二氮作氧化劑,兩者反應(yīng)生成氮氣和氣態(tài)水。

已知:N2(g)+2O2(g)===N2O4(g) ΔH=+10.7 kJ·mol1

N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-543 kJ·mol1

寫出氣態(tài)肼和N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_______________________________。

②已知四氧化二氮在大氣中或在較高溫度下很難穩(wěn)定存在,它很容易轉(zhuǎn)化為二氧化氮。試推斷出二氧化氮制取四氧化二氮的反應(yīng)條件(或措施): ___________________。

(2)科學(xué)家制造出一種使用固體電解質(zhì)的燃料電池,其效率更高,可用于航空航天。如圖1所示裝置中,以稀土金屬材料作惰性電極,在兩極上分別通入CH4和空氣,其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y2O3ZrO2固體,它在高溫下能傳導(dǎo)陽極生成的O2離子(O2+4e===2O2)。

c電極的名稱為________,d電極上的電極反應(yīng)式為__________________________。

②如圖2所示為用惰性電極電解100 mL 0.5 mol·L1CuSO4溶液,a電極上的電極反應(yīng)式為__________。若a電極產(chǎn)生56 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體,則所得溶液的pH=______(不考慮溶液體積變化),若要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài),可加入_____(填序號)。

a.CuO b.Cu(OH)2 c.CuCO3 d.Cu2(OH)2CO3

【答案】 2N2H4(g)+N2O4(g)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 096.7 kJ·mol1 高壓、低溫(或加壓、降溫) 正極 CH4-8e+4O2=CO2+2H2O 4OH-4e=2H2O+O2 1 ac

【解析】(1)本題考查熱化學(xué)反應(yīng)方程式的計算,①N2H4N2O4反應(yīng)的方程式為:2N2H4+N2O4=3N2+4H2O,①N2(g)+2O2(g)=N2O4(g),②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)②×2-①得出:N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=[2×(-543)-10.7]kJ·mol-1=-1 096.7 kJ·mol-1;②N2O42NO2,促使平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,可以增大壓強(qiáng),此反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng),也可以降低溫度;(2)①考查原電池的工作原理和電極反應(yīng)式的書寫,根據(jù)電流的方向,電流從正極流向負(fù)極,即c為正極,d為負(fù)極,通入的BCH4,電解質(zhì)傳導(dǎo)O2-,因此負(fù)極電極反應(yīng)式為:CH4+4O2--8e=CO2+2H2O;②考查電解原理以及關(guān)于電解的計算,a連接電源的正極,a為陽極,a電極反應(yīng)式為4OH-4e=2H2O+O2↑;電解CuSO4溶液總反應(yīng)方程式為2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H,假設(shè)Cu2+全部被電解成Cu,此時產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)的量為100×10-3×0.5/2mol=0.025mol,體積為0.025×22.4L= 0.56L>56mL,因此Cu2+沒有完全電解,因此有n(H)=56×10-3×4/22.4mol=0.01mol,c(H)=0.01/100×10-3mol·L-1=0.1mol·L-1,則pH=1; 根據(jù)上述分析,只電解部分Cu2+,因此恢復(fù)到電解前的在狀態(tài),應(yīng)加入CuOCuCO3,即ac正確。

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A. 溶液顏色保持不變,說明上述可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

B. 若用綠礬(FeSO4·7H2O)作還原劑,處理1L廢水,至少需要917.4 g

C. 常溫下轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)K=l×1014.則轉(zhuǎn)化后所得溶液的pH=6

D. 常溫下Ksp[Cr(OH)3]=1×10-32,要使處理后廢水中的c(Cr3)降至1×10-5mol/L,應(yīng)調(diào)溶液的pH=5

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C. 只有①③⑤⑥⑦ D. 只有②④⑦

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