Question

【题目】中科院大连化学物理研究所设计了一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂，成功实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油，该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。

(1)已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=－571.6kJ·mol-1

C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=－5518kJ·mol-1

则8CO2(g)+25H2(g)=C8H18(l)+16H2O(l) ΔH=___kJ·mol-1。

(2)氨硼烷(NH3BH3)是储氢量最高的材料之一，氨硼烷还可作燃料电池，其工作原理如图1所示。氨硼烷电池工作时正极的电极反应式为__________。

(3)常见含硼的化合物有NaBH4、NaBO2，已知NaBH4溶于水生成NaBO2、H2，写出其化学方程式_______。为NaBH4反应的半衰期（反应一半所需要的时间，单位为min）。lgt1/2随pH和温度的变化如图2所示，则T1______T2（填“>”或“<”）。

(4)燃油汽车尾气含有大量的NO，在活化后的V2O5催化作用下，氨气将NO还原成N2的一种反应历程如图3所示。

根据图写出总反应的化学方程式_______________。

Answer 1

【答案】-1627 2H++H2O2+2e-=2H2O NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑ < 4NO+4NH3+O24N2+6H2O

【解析】

(1)根据盖斯定律，将已知的热化学方程式叠加，可得待求反应的热化学方程式，即得反应热；

(2)氨硼烷(NH3BH3)电池工作时的总反应为：NH3BH3+3H2O2═NH4BO2+4H2O，左侧NH3BH3为负极、失电子、发生氧化反应，电极反应式为NH3BH3+2H2O-6e-=NH4++BO2-+6H+，右侧H2O2得到电子、发生还原反应，所在电极为正极，电极反应式为3H2O2+6H++6e-=6H2O，据此解答；

(3)NaBH4溶于水生成NaBO2、H2，结合溶液的pH与半衰期的关系判断温度的高低；

(4)用V2O5作催化剂，NH3可将NO还原成N2，结合反应历程图可知反应物还有氧气，生成物为N2和H2O，配平即得反应方程式。

(1)①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=－571.6kJ·mol-1

②C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=－5518kJ·mol-1

根据盖斯定律①×-②，整理可得：8CO2(g)+25H2(g)=C8H18(l)+16H2O(l) △H=(-571.6 kJ/mol）×-(-5518kJ/mol)=-1627kJ/mol；

(2)氨硼烷(NH3BH3)电池工作时的总反应为：NH3BH3+3H2O2═NH4BO2+4H2O，右侧H2O2得到电子、发生还原反应，所在电极为正极，电极反应式为3H2O2+6H++6e-=6H2O；

(3)NaBH4可水解放出氢气，反应方程式为：NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑，在酸性条件下，NaBH4不能稳定性存在，NaBH4和酸反应生成硼酸和氢气，反应的离子方程式为：BH4-+H++3H2O=H3BO3+4H2↑。水解反应为吸热反应，升温促进水解，使半衰期缩短，故T1<T2；

(4)用V2O5作催化剂，NH3可将NO还原成N2，结合反应历程图可知反应物还有氧气，生成物为N2和H2O，配平即得反应方程式为4NO+4NH3+O24N2+6H2O。