【題目】Ⅰ.肼(N2H4)又稱聯(lián)氨,常溫時(shí)是一種可燃性液體,可用作火箭燃料。

（1）已知在25℃、101kPa時(shí)，16g N2H4在氧氣中完全燃燒生成氮?dú)?/span>，放出312kJ的熱量，則N2H4完全燃燒的熱化學(xué)方程式是_______________。

Ⅱ.如圖所示，某研究性學(xué)習(xí)小組利用上述燃燒原理設(shè)計(jì)一個(gè)肼(N2H4)—空氣燃料電池(如圖甲)并探究某些工業(yè)原理，其中乙裝置中X為陽(yáng)離子交換膜(即只允許陽(yáng)離子通過(guò))。

根據(jù)要求回答相關(guān)問題:

（2）甲裝置中通入_________氣體的一極為正極，負(fù)極的電極反應(yīng)式為__________。

（3）乙裝置中石墨電極為______極，其電極反應(yīng)式為___________；可以用______________檢驗(yàn)該反應(yīng)產(chǎn)物，電解一段時(shí)間后，乙池中的溶液呈__________性。

（4）圖中用丙裝置模擬工業(yè)中的_____________________原理，如果電解后丙裝置精銅質(zhì)量增加3.2g，則理論上甲裝置中肼消耗質(zhì)量為____________g。

（5）如果將丙中的粗銅電極換為Pt電極，則丙中總化學(xué)方程式為_______________。

【答案】N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-624kJ/mol 空氣 N2H4-4e-+4OH-=4H2O+N2↑ 陽(yáng) 2Cl--2e-=Cl2↑ 濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙 堿 粗銅的精煉 0.8 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4

【解析】

依據(jù)熱化學(xué)方程式書寫方法，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)量的反應(yīng)熱寫出熱化學(xué)方程式；乙裝置中石墨電極與電源正極連接，為陽(yáng)極，陽(yáng)極上是氯離子放電生成氯氣，檢驗(yàn)氯氣的方法是用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙，觀察是否變藍(lán)，根據(jù)電解總反應(yīng)方程式，判斷溶液的酸堿性；根據(jù)同一閉合回路中轉(zhuǎn)移電子相等，列出關(guān)系式：N2H4～2Cu進(jìn)行分析求解；Pt電極為惰性電極，用惰性電極電解CuSO4溶液，根據(jù)離子放電的先后順序確定溶液的總反應(yīng)方程式。

(1)16.0g氣態(tài)肼(N2H4)物質(zhì)的量為n(N2H4)=16g÷32g/mol=0.5mol，在氧氣中完全燃燒生成氮?dú)夂退�，放出熱�?/span>312kJ，1mol氣態(tài)肼(N2H4)燃燒放熱624kJ，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-624kJ/mol；

(2)甲裝置中通入空氣的電極為正極，正極上空氣中的氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：O2+4e-+2H2O=4OH-，負(fù)極N2H4失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：N2H4-4e-+4OH-=4H2O+N2↑；

(3)根據(jù)裝置圖可知：乙裝置中石墨電極連接甲裝置的正極，作陽(yáng)極，在陽(yáng)極上是氯離子放電生成氯氣，電極反應(yīng)式為：2Cl--2e-=Cl2↑；檢驗(yàn)氯氣的方法是用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙，若觀察到濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)，就證明有氯氣產(chǎn)生；陽(yáng)極為惰性電極，電解飽和食鹽水的總反應(yīng)方程式為：2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH，可見電解一段時(shí)間后，乙池中的溶液呈堿性；

(4)丙裝置中粗銅連接電源的正極，作陽(yáng)極，精銅連接電源的負(fù)極，作陰極，電解質(zhì)為硫酸銅溶液，因此圖中用丙裝置模擬工業(yè)中的銅的精煉原理；由于在同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，所以根據(jù)關(guān)系式：N2H4～2Cu，n(Cu)=3.2g÷64g/mol=0.05mol，所以n(N2H4)=n(Cu)=×0.05mol=0.025mol，則m(N2H4)=0.025mol×32g/mol=0.8g；

(5)如果將丙中的粗銅電極換為Pt電極，由于Pt電極為惰性電極，因此陽(yáng)極上是溶液中的OH-失去電子，變?yōu)?/span>O2，陰極上，溶液中的Cu2+獲得電子變?yōu)?/span>Cu單質(zhì)，所以丙中總化學(xué)方程式為2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】鈦是一種活潑金屬。從高鈦渣(主要為TiO2)提煉海綿鈦流程如下：

氯化后的粗TiCl4中含有FeCl3、SiCl4、AlCl3等雜質(zhì)，相關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)如下表：

化合物

TiCl4

FeCl3

SiCl4

AlCl3

沸點(diǎn)/℃

136

310

56.5

180

下列說(shuō)法不正確的是( )

A.“氯化”反應(yīng)的尾氣中的HCl和Cl2經(jīng)吸收可得粗鹽酸、FeCl3溶液，則尾氣的吸收液依次是H2O、FeCl2溶液、NaOH溶液

B.“分餾”得到的低沸點(diǎn)物為SiCl4，高沸點(diǎn)物為FeCl3

C.己知“除鋁”的方法是用水濕潤(rùn)的活性炭加入到粗TiCl4，目的是將AlCl3轉(zhuǎn)化為Al(OH)3而除去

D.“還原”過(guò)程中還原劑可以選擇金屬鈉，氣氛可以選擇N2

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】在一個(gè)體積為1L的密閉容器中發(fā)生某化學(xué)反應(yīng)：2A(g)B(g)＋C(g)，三種不同條件下進(jìn)行，其中實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ都在800℃，實(shí)驗(yàn)Ⅲ在950℃，B、C的起始濃度都為0，反應(yīng)物A的濃度(mol·L－1)隨時(shí)間(min)的變化如圖所示。試回答下列問題：

（1）在實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，反應(yīng)在20～40min內(nèi)A的平均反應(yīng)速率為__mol·L－1·min－1。實(shí)驗(yàn)Ⅱ和實(shí)驗(yàn)Ⅰ相比，可能隱含的反應(yīng)條件是___。

（2）該反應(yīng)的ΔH___0，其判斷理由是___。

（3）實(shí)驗(yàn)Ⅰ第40min末，若降低反應(yīng)溫度，達(dá)到新的平衡后，A的濃度不可能為___(填序號(hào))。

A．0.35mol·L－1 B．0.4mol·L－1 C．0.7mol·L－1 D．0.8mol·L－1

（4）若反應(yīng)在800℃進(jìn)行，在該1L的密閉容器中加入1molA、0.2molHe，達(dá)到平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率應(yīng)___。

A．等于86% B．等于50% C．小于50% D．介于50%～86%之間

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】已知是二元弱酸，室溫下向某濃度的草酸溶液中逐滴加入KOH溶液，所得溶液中、、的組成百分率與pH的關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法正確的是( )

A.的溶液中：

B.反應(yīng)的平衡常數(shù)為

C.向溶液中加入KOH溶液將pH由1.3調(diào)至4.27的過(guò)程中水的電離程度先增大后減小

D.的溶液中：

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】I.NO是一種常見化合物，對(duì)其進(jìn)行研究具有重要的價(jià)值和意義。

（1）2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=akJ/mol的反應(yīng)歷程與能量變化關(guān)系如圖所示。

①a___0(填＞或＜)

②已知：第Ⅱ步反應(yīng)為：NO3(g)+NO(g)=2NO2(g) △H=bkJ/mol

第I步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為___。

（2）汽車尾氣中常含有NO。NH3在加熱和催化劑存在的條件下能消除NO的污染。

已知：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=—905kJ/mol

4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H=—1268kJ/mol

NH3與NO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為___。

（3）工業(yè)上NO的重要來(lái)源是NH3，NH3也可作為燃料設(shè)計(jì)成堿性燃料電池，在堿性條件下，燃料電池產(chǎn)物主要為N2。燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為___。氨氣作為燃料的電池和含碳化合物作為燃料的電池相比，主要的優(yōu)點(diǎn)是___。

II.含乙酸鈉和對(duì)氯酚的廢水可通過(guò)如下裝置處理，其原理如圖所示：

（1）寫出HCO3-的電子式___。乙酸鈉中含有的化學(xué)鍵類型有___。

（2）電池的正極是___，溶液中H+的移動(dòng)方向是___(填A→B或B→A)

（3）B極發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為___。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】SCR和NSR技術(shù)可有效降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在空氣過(guò)量條件下的NOx排放。

(1)SCR（選擇性催化還原）工作原理：

①尿素[CO(NH2)2]水溶液熱分解為NH3和CO2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________

②反應(yīng)器中NH3還原NO2的化學(xué)方程式：________________________；

③當(dāng)燃油中含硫量較高時(shí)，尾氣中SO2在O2作用下會(huì)形成(NH4)2SO4，使催化劑中毒。用化學(xué)方程式表示(NH4)2SO4的形成：_____________________________；

④尿素溶液濃度影響NO2的轉(zhuǎn)化，測(cè)定溶液中尿素（M=60 g·mol 1）含量的方法如下：取a g尿素溶液，將所含氮完全轉(zhuǎn)化為NH3，所得NH3用過(guò)量的v1 mL c1 mol·L1 H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2 mL c2 mol·L1 NaOH溶液恰好中和，則尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_________________；

(2)NSR(NOx儲(chǔ)存還原)工作原理：NOx的儲(chǔ)存和還原在不同時(shí)段交替進(jìn)行，如圖a所示。

①通過(guò)BaO和Ba(NO3)2的相互轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)NOx的儲(chǔ)存和還原。還原NOx的物質(zhì)是_________________；

②用H2模擬尾氣中還原性氣體研究了Ba(NO3)2的催化還原過(guò)程，該過(guò)程分兩步進(jìn)行，圖b表示該過(guò)程相關(guān)物質(zhì)濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系。第二步反應(yīng)消耗的NH3與Ba(NO3)2的物質(zhì)的量之比是__________________；

③還原過(guò)程中，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生笑氣（N2O）。用同位素示蹤法研究發(fā)現(xiàn)笑氣的產(chǎn)生與NO有關(guān)。在有氧條件下15NO與NH3以一定比例反應(yīng)時(shí)，得到的笑氣幾乎都是15NNO。將該反應(yīng)的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整：______________________15NNO+___H2O

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】“碳捕捉技術(shù)”是指通過(guò)一定的方法將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2分離出來(lái)并利用。如可利用NaOH溶液來(lái)“捕捉”CO2，其基本過(guò)程如圖所示(部分條件及物質(zhì)未標(biāo)出)。

下列有關(guān)該方法的敘述中正確的是

①能耗小是該方法的一大優(yōu)點(diǎn)

②整個(gè)過(guò)程中，有兩種物質(zhì)可以循環(huán)利用

③“反應(yīng)分離”環(huán)節(jié)中，分離物質(zhì)的基本操作是過(guò)濾、蒸發(fā)、結(jié)晶

④該方法可減少碳排放，“捕捉”到的CO2還可用來(lái)制備甲醇等產(chǎn)品

A.①③B.②④C.③④D.①④

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】下列說(shuō)法正確的是( )

A.熱化學(xué)方程式中，化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)既可表示微粒數(shù)，又可表示物質(zhì)的量

B.熱化學(xué)方程式中，如果沒有注明溫度和壓強(qiáng)，則表示在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)得的數(shù)據(jù)

C.書寫熱化學(xué)方程式時(shí)，不僅要寫明反應(yīng)熱的符號(hào)和數(shù)值、單位，還要注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)

D.凡是化合反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，分解反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】A、B、C、D、 E、F六種物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示（反應(yīng)條件未標(biāo)出），其中反應(yīng)①是置換反應(yīng)，B、C、F都是氣態(tài)單質(zhì)，且B為黃綠色：反應(yīng)③中有水生成，反應(yīng)②需要放電才能發(fā)生，A是—種極易溶于水的氣體，A和D相遇有白煙生成。

(1)反應(yīng)③的化學(xué)方程式為_______________________________________________。

(2)反應(yīng)①中每生成1 molC，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_______________________________。

(3)A與D的水溶液恰好完全反應(yīng)時(shí)，其生成物的水溶液呈性___________（填“酸”“堿”或“中’’），該水溶液中存在著如下關(guān)系，用粒子濃度符號(hào)填寫：

①c(H＋)+_________＝c(OH－)+_____________；

②c(H＋)＝c(OH－)+_____________。

(4)元素X與組成B的元素同周期，X的單質(zhì)既可與酸反應(yīng)也可與堿反應(yīng)且都生成H2，則

①X的單質(zhì)與堿反應(yīng)的離子方程式____________________________________；

②X、空氣、海水可以組成新型海水標(biāo)志燈的電池。該種燈以海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中的氧氣使X不斷氧化而源源不斷產(chǎn)生電流。則該新型電池的正極的電極反應(yīng)式為___________________________；原電池的總反應(yīng)方程式為__________________________。

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