题目内容
【题目】按要求回答问题:
(1)已知E1=134 kJ/mol、E2=368 kJ/mol,请参考题中图表,按要求填空:
①图Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率加快,E1的变化是_______(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),ΔH的变化是_______。NO2和CO反应的热化学方程式为:______________________________________________________________。
②下表所示是部分化学键的键能参数:
化学键 | P—P | P—O | O=O | P=O |
键能/(kJ/mol) | a | b | c | x |
已知P4(g)+5O2(g)= P4O10(g) ΔH=-d kJ/mol,P4及P4O10的结构如图Ⅱ所示。表中x=___kJ/mol。(用含a、b、c、d的代数式表示)
(2)肼(N2H4)是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。燃烧时释放大量的热并快速产生大量气体。已知在101kPa,298K时,1mol液态N2H4在O2中完全燃烧生成N2和水蒸气,放出热量624kJ,该反应的热化学方程式是_______________________。
又知:H2O(g)=H2O(l)△H=-44 kJ/mol,若1mol液态N2H4在O2中完全燃烧生成N2和液态水,则放出的热量为__________kJ。
【答案】减小不变NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H = 234kJ/mol(6a+5c+d-12b)/4N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H = 624kJ/mol712
【解析】
(1). ①.加入催化剂能降低反应的活化能,则E1减小,催化剂不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差,即反应热不变,所以催化剂对反应热无影响,由图可知,1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO时放出热量368kJ-134kJ=234kJ,热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) △H=-234kJ/mol,故答案为:减小;不变;NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) △H=-234kJ/mol;
②. 白磷燃烧的热化学方程式为P4(g)+5O2(g)= P4O10(g) ΔH=-d kJ/mol,1mol白磷完全燃烧需拆开6molPP、5molO=O,形成12molPO、4molP=O,所以12mol×bkJ/mol+4mol×xkJ/mol(6mol×akJ/mol+5mol×ckJ/mol)=dkJ/mol,x=(6a+5c+d12b)/4kJ/mol,故答案为:(6a+5c+d12b)/4;
(2). 在101kPa,298K时,1mol液态肼与足量氧气反应生成氮气和水蒸气,放出624kJ的热量,则该反应的热化学方程式为:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=624kJ/mol,如果生成液态水,1mol肼完全反应放出的热量为:624kJ+44×2kJ=712kJ,故答案为:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=624kJ/mol;712。
【题目】石油化工生产中,利用裂解反应可以获得重要化工原料乙烯、丙烯。一定条件下,正丁烷裂解的主反应如下:
反应I C4H10(g)CH4(g)+CH3CH-CH3(g) △H1;
反应Ⅱ C4H10(g)C2H6(g)+CH2=CH2(g) △H2;
回答下列问题:
(1)正丁烷、乙烷和乙烯的燃烧热分别为Q1kJ·mol-1、Q2kJ·mol-1、Q3kJ·mol-1,反应Ⅱ的△H2=______________。
(2)一定温度下,向容积为5L的密闭容器中通入正丁烷,反应时间(t)与容器内气体总压强(p)数据如下:
t/min | 0 | a | 2a | 3a | 4a |
p/MPa | 5 | 7.2 | 8.4 | 8.8 | 8.8 |
①该温度下,正丁烷的平衡转化率a=__________;反应速率可以用单位时间内分压的变化表示,即v=,前2a min内正丁烷的平均反应速率=__________MPa·min-1。
②若平衡时甲烷、乙烯的体积分数分别为、,则该温度下反应I的压力平衡常数Kp=_________MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压一总压×物质的量分数,保留三位有效数字)。
③若反应在恒温、恒压条件进行,平衡后反应容器的体积_________8.8L(填“>”“<”或“=”)。
④实际生产中发现高于640K后,乙烯和丙烯的产率随温度升高增加幅度减小,可能的原因是__________(任写1条)。
(3)一种丁烷燃料电池工作原理如图所示。
①A电极上发生的是反应_________(填“氧化“或“还原”)。
②写出B电极的电极反应式:______________________________________。