题目内容
【题目】2005年10月12日北京时间上午9时,中国酒泉卫星发射中心成功将“神舟6号”飞船送入太空,这一壮举又一次受到世界关注.火箭推进器中有强还原剂液体肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水.当它们混合时,即产生大量氮气和水蒸气并放出大量热.已知:0.4mol液态肼与足量的液态双氧水反应生成氮气和水蒸气,放出256.652kJ的热量.
(1)反应的热化学方程
(2)又已知H2O(l)=H2O(g)△H=44kJ.mol﹣1 . 则16g液态肼与足量的液态双氧水反应生成氮气和液态水时放出的热量是kJ.
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外还有一个很大优点是 .
(4)燃料电池在航天器得到大量应用;科研人员新近开发出一种由甲醇、氧气以及强碱作电解质溶液的新型手机电池,充电一次可供手机连续使用一个月,据此请回答以下问题:
①甲醇是极,电极反应
②电池反应的离子方程式为 .
【答案】
(1)N2H4(g)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=﹣641.63kJ/mol
(2)408.815
(3)产物无污染
(4)负,CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣═CO32﹣+6H2O,2CH3OH+3O2+4OH﹣═2CO32﹣+6H2O
【解析】解:(1)反应方程式为:N2H4+2H2O2═N2+4H2O,0.4mol液态肼放出256.652KJ的热量,则1mol液态肼放出的热量为 =641.63kJ,
所以反应的热化学方程式为:N2H4(g)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=﹣641.63kJ/mol;
(2)①N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=﹣641.63kJ/mol;
②H2O(g)=H2O(l)△H=﹣44kJ/mol;
依据盖斯定律①+②×4得到:N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(l);△H=﹣817.63kJ/mol;
热化学方程式中32g全部反应放热817.63kJ,16g液态肼与足量双氧水反应生成氮气和液态水时,放出的热量为:817.63kJ× =408.815kJ;
(3)还原剂肼(N2H4)和强氧化剂H2O2,当它们混合时,即产生大量的氮气和水蒸气,除释放大量热量和快速产生大量气体外,还有很突出的优点是,产物为氮气和水,清洁无污染;
(4)CH3OH和O2在电池中,肯定是O2氧化CH3OH,CH3OH是负极反应物,O2是正极反应物.CH3OH被氧化生成CO2和H2O,电解质溶液中有强碱(OH﹣),CO2要转化CO32﹣.
①甲醇是负极,电极反应式为:CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣═CO32﹣+6H2O;
②CH3OH被氧化生成CO2和H2O,电解质溶液中有强碱(OH﹣),则CO2要转化CO32﹣,电池反应为:2CH3OH+3O2+4OH﹣═2CO32﹣+6H2O;
故答案为:(1)N2H4(g)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=﹣641.63kJ/mol;(2)408.815;(3)产物无污染;(4)①负;CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣═CO32﹣+6H2O;②2CH3OH+3O2+4OH﹣═2CO32﹣+6H2O.
(1)根据题干信息确定1mol物质燃烧放出的热量,再得出反应的热化学方程式;
(2)根据盖斯定律确定反应放出的热量;
(3)燃烧产物是水和氮气,对大气无污染;
(4)在燃料电池中,燃料作为负极反应物,发生氧化反应;根据化合价变化确定得失电子数,再根据电荷守恒、原子守恒进行配平。

【题目】乙二醇(沸点:197.3℃)是一种重要的基础化工原料。由煤基合成气(主要成分CO、H2)与氧气先制备得到草酸二甲酯(沸点:164.5℃),再加氢间接合成乙二醇,具有反应条件温和、环境污染小等优点。反应过程如下:
反应I:4NO(g)+4CH3OH(g)+O2(g)4CH3ONO(g)+2H2O(g) △H1 =a kJ·mol-1
反应II:2CO(g)+2CH3ONO(g)CH3OOCCOOCH3(l)+2NO(g) △H2=b kJ·mol-1
反应III:CH3OOCCOOCH3(1)+4H2(g)HOCH2CH2OH(1)+2CH3OH(g)△H3 =c kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)煤基合成气间接合成乙二醇的总热化学方程式是_____________________________,已知该反应在较低温条件下能自发进行。说明该反应的△H ______0(填“>”“<”或“=”)。
(2)CO、CH3ONO各0.4mol在恒温、容积恒定为2L的密闭容器中发生反应II,达到平衡时CO的体积分数与NO的体积分数相等,计算该反应的化学平衡常数K=_____________。若此时向容器中再通入0.4molNO,一段时间后,达到新平衡时NO的体积分数与原平衡时相比______(填“增大”“相等”“减小”或“不能确定”)。
(3)温度改变对反应II的催化剂活性有影响,评价催化剂的活性参数——空时收率和CO的选择性可表示如下:
空时收率=CH3OOCCOOCH3质量/反应时间×催化剂的体积
CO的选择性=合成[CH3OOCCOOCH3所消耗的CO的物质的量/反应掉的CO的物质的量]×100%
在不同温度下,某学习小组对四组其他条件都相同的反应物进行研究,经过相同时间th,测得空时收率、CO的选择性数据如下表所示。
反应温度(℃) | 空时收率(g·mL-1·h-1) | CO的选择性(%) |
130 | 0.70 | ①72.5 |
140 | 0.75 | ②71.0 |
150 | 0.71 | ③55.6 |
160 | 0.66 | ④63.3 |
下列说法正确的是________(填字母代号)。
A.温度升高,空时收率先增大后减小,说明△H2>0
B.温度升高,催化剂活性逐渐减弱,对CO的选择性逐渐降低
C.综合考虑空时收率和CO的选择性,工业生成CH3OOCCOOCH3时,选择140℃效果最好
D.130℃时,CO的选择性最高,说明CO生成CH3OOCCOOCH3的转化率最高
(4)120℃、常压时,CH3OOCCOOCH3+4H2HOCH2CH2OH+2CH3OH反应过程中的能量变化如图所示。画出180℃、常压时,加入催化剂,该反应过程中的能量变化图。________
(5)研究证实,乙二醇、氧气可以在碱性溶液中形成燃料电池,负极的电极反应式是________________。