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北京时间2013年12月2日凌晨1时30分，我国的“嫦娥三号”月球探测器在西昌卫星发射中心发射升空,发射“嫦娥三号”月球探测器的火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和氧化剂N2O4，当它们混合时，即产生大量的氮气和水蒸气，并放出大量的热。已知0.4 mol气态肼和足量N2O4气体反应生成氮气和水蒸气时放出219.3 kJ的热量。
（1）写出肼和N2O4反应的热化学方程式：                                             ；
（2）已知H2O(l)＝H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1，则16 g气态肼与足量N2O4气体反应生成氮气和液态水时，放出的热量是                        ；
（3）肼除应用于火箭燃料外，还可作为燃料电池的燃料，由肼和空气构成的碱性燃料电池的负极反应式为：                                 ，正极反应式为：                                  ；
（4）向次氯酸钠溶液中通入一定物质的量的氨气可生成肼，写出反应的离子方程式：                。
（1）2N2H4(g)＋N2O4(g) ＝ 3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1096.5kJ·mol－1（热化学方程式和反应热各1分）
（2）318.1 kJ（未写单位不得分）     
（3）N2H4-4e－+4OH－ ＝ N2+4H2O    O2+4e－+2H2O ＝ 4OH－
（4）2NH3＋ClO－＝ N2H4＋Cl－＋H2O

试题分析：（1）已知0.4 mol气态肼和足量N2O4气体反应生成氮气和水蒸气时放出219.3 kJ的热量。则2mol液态肼放出的热量为219.3 kJ×5=1096.5 kJ
所以反应的热化学方程式为：2N2H4(g)＋N2O4(g) ＝ 3N2(g)＋4H2O(g)　 ΔH＝－1096.5kJ·mol－1
（2）已知H2O(l)＝H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1
所以有反应的热化学方程式为：2N2H4(g)＋N2O4(g) ＝ 3N2(g)＋4H2O(l)　 ΔH＝－1272.5kJ·mol－1
16 g气态肼的物质的量="16g/32g/mol=0.5mol," 放出的热量Q=1272.5 kJ /4="318.1" kJ
（3）由肼和空气构成的碱性燃料电池的负极反应式为：N2H4-4e－+4OH－ ＝ N2+4H2O   正极反应式为：O2+4e－+2H2O ＝ 4OH－
（4）向次氯酸钠溶液中通入一定物质的量的氨气可生成肼, 次氯酸钠是氧化剂，被还原为氯化钠，氨气做还原剂，被氧化为肼。2NH3＋ClO－＝ N2H4＋Cl－＋H2O
练习册系列答案
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（1）生产水煤气过程中有以下反应：①C(s)＋CO2(g)??2CO(g)　ΔH1；
②CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)　ΔH2；
③C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)　ΔH3；
上述反应ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系为__________________________________。
（2）将CH4转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为
2CH4(g)＋3O2(g) 2CO(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1 038 kJ·mol－1。
工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)：
①X在750 ℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
②Y在600 ℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
③Z在440 ℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×106倍；
根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是________(填“X”或“Y”或“Z”)，选择的理由是________________________________________________________；
（3）请画出（2）中反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。
碳及其化合物有广泛的用途。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为
C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1，
以上反应达到平衡后，在体积不变的条件下，以下措施有利于提高H2O的平衡转化率的是________。(填序号)
A．升高温度B．增加碳的用量C．加入催化剂D．用CO吸收剂除去CO
(2)已知：C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH＝＋172.5 kJ·mol－1，则CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的焓变ΔH＝________。
(3)CO与H2在一定条件下可反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。甲醇是一种燃料，可利用甲醇设计一个燃料电池，用稀硫酸作电解质溶液，多孔石墨作电极，该电池负极反应式为__________________________________。
若用该电池提供的电能电解60 mL NaCl溶液，设有0.01 mol CH3OH完全放电，NaCl足量，且电解产生的Cl2全部逸出，电解前后忽略溶液体积的变化，则电解结束后所得溶液的pH＝________。
(4)将一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2.0 L的恒容密闭容器中，发生以下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。得到如下数据：
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
H2O
CO
H2
CO
 
900
1.0
2.0
0.4
1.6
3.0
 
通过计算求出该反应的平衡常数(结果保留两位有效数字)________。改变反应的某一条件，反应进行到t min时，测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收，反应的离子方程式为(用一个离子方程式表示)__________________________
(5)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。实验室模拟化工生产，分别在不同实验条件下反应，N2浓度随时间变化如图甲所示。

请回答下列问题：
①与实验Ⅰ比较，实验Ⅱ改变的条件为________________________________。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高，其他条件相同，请在图乙中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。
下列说法正确的是（　　）。
A．反应A（g） 2B（g）　ΔH，若正反应的活化能为Ea kJ·mol－1，逆反应的活化能为Eb kJ·mol－1，则ΔH＝（Ea－Eb） kJ·mol－1
B．标准状况下，向0.1 mol·L－1的氨水中加入少量氯化铵晶体，若混合溶液pH＝7，则c（NH4+）＝c（Cl－）
C．足量的锌铜合金与100 mL pH＝1稀硫酸反应，反应3 s时测得pH＝2，假设反应前后溶液的体积保持不变，则3 s内产生氢气的平均速率是33.6 mL·s－1
D．将浓度为0.1 mol·L－1 HF溶液加水不断稀释过程中，电离平衡常数Ka（HF）保持不变，始终保持增大
运用化学反应原理研究NH3的性质具有重要意义。请回答下列问题：
（1）氨气、空气可以构成燃料电池．其电池反应原理为4NH3＋3O2=2N2＋6H2O。则电解质溶液应该显             （填“酸性”“中性”或“碱性”）．正极的电极反应式为           。
（2）25℃时．将amol·L—1的氨水与0.1mol·L—1的盐酸等体积混合。
①当溶液中离子浓度关系满足c(NH4+)>c(Cl-)）时．则反应的情况可能为          。
A．盐酸不足．氨水剩余   B．氨水与盐酸恰好完全反应    C．盐酸过量
②当溶液中c(NH4+)=c(Cl-)）时．用含“a”的代数式表示NH3·H2O的电离平衡常数Kb=______________.
（3）在0.5L恒容密闭容器中，一定量的N2与H2进行反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)  ?H=bkJ/mol，其化学平衡常数K与温度的关系如下：
温度/℃
200
300
400
K
1.0
0.86
0.5
 
①写出该反应的化学平衡常数的表达式：__________，b________（填“大于”“小于”或“等于”）0
②400℃时，测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量分别为3mol、2mol、1mol时，此时刻该反应的v正（N2）_________（填“大于”“小于”或“等于”）v逆（N2）.
（4）已知：①4NH3(g)＋3O2(g)=2N2(g)＋6H2O(g) ?H="-1266.8KJ/mol" ；②N2(g)＋O2(g)=2NO(g)  ?H=+180.5KJ/mol，写出氨高温催化氧化的热化学方程式：                    。
(1)已知：H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
H2(g)=H2(l)　ΔH＝－0.92 kJ·mol－1
O2(g)=O2(l)　ΔH＝－6.84 kJ·mol－1
H2O(l)=H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1
请写出液氢和液氧反应生成气态水的热化学方程式：__________________________
电解质溶液为KOH溶液的氢氧燃料电池，其负极的电极反应式为____________________________________。
(2)如图表示373 K时，反应A(g)2B(g)在前110 s内的反应进程。

①此反应的平衡常数表达式K＝________。
②373 K时反应进行到70 s时，改变的条件可能是________，反应进行到90 s时，改变的条件可能是________。
A．加入催化剂B．扩大容器体积C．升高温度D．增大A的浓度
③请在图中画出反应物A在0～70 s时的浓度变化曲线。
CH4(g)＋2NO2(g)N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－867 kJ·mol－1。该反应可用于消除氮氧化物的污染。在130 ℃和180 ℃时，分别将0.50 mol CH4和a mol NO2充入1 L的密闭容器中发生反应，测得有关数据如下表：
实验
编号
温度
时间/min
0
10
20
40
50
1
130 ℃
n(CH4)/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
2
180 ℃
n(CH4)/mol
0.50
0.30
0.18
 
0.15
 
(1)开展实验1和实验2的目的是______________________________。
(2)180 ℃时，反应到40 min，体系________(填“是”或“否”)达到平衡状态，理由是__________________________；
CH4的平衡转化率为________。
(3)已知130 ℃时该反应的化学平衡常数为6.4，试计算a的值。(写出计算过程)
(4)一定条件下，反应时间t与转化率α(NO2)的关系如图所示，请在图像中画出180 ℃时，压强为p2(设压强p2>p1)的变化曲线，并做必要的标注。

(5)根据已知求算：ΔH2＝________。
CH4(g)＋4NO2(g)4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－574 kJ·mol－1
CH4(g)＋4NO(g)2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2
已知： 2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l)    △H＝─571.6 kJ/mol，
CO(g)＋O2(g ) = CO2( g )   △H＝─283.0 kJ / mol 。
某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ 热量，同时生成 3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为
A．2:1 B．1:2 C．1:1D．2:3
根据以下三个热化学反应方程式：2H2S(g)+3O2(g) =2SO2(g)+2H2O(l) H= -Q1 kJ/mol；
2H2S(g)+O2(g) =2S(s) +2H2O(l) H= -Q2kJ/mol;
2H2S(g)+O2(g) =2S(s)+2H2O(g) H= -Q3kJ/mol。
判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是
A．Q1＞Q2＞Q3B．Q1＞Q3＞Q2C．Q3＞Q2＞Q1D．Q2＞Q1＞Q3

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