题目内容
到目前为止,由化学能转变为热能或电能仍然是人类使用最主要的能源。
(1)化学反应中放出的热能(焓变,ΔH)与反应物和生成物的键能(E)有关。
已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-185kJ/mol
E(H-H)=436 kJ/mol,E(Cl-Cl)=247 kJ/mol
则E(H-Cl)= ;
(2)已知:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-25kJ/mol
3 Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=-47kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+19kJ/mol
请写出CO还原FeO的热化学方程式: ;
最近,又有科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高。一个电极通入空气,另一个电极通入汽油蒸汽。其中固体电解质是掺杂了Y2O3(Y:钇)的ZrO2(Zr:锆) 固体,它在高温下能传导O2-离子(其中氧化反应发生完全)。以丁烷(C4H10)代表汽油。
①电池的正极反应式为 ____ ;
②放电时固体电解质里的O2-离子的移动方向是向 极移动(填正或负)。
(1) 434 kJ/mol (2分)
(2)FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) ΔH=-11 kJ/mol(2分)
(3)①O2+4e-=2O2- (2分) ②负 (1分)
解析试题分析:(1) 化学反应中放出的热能(焓变,ΔH)等于反应物的总键能之和与生成物的键能(E)之各的差值,计算出则E(H-Cl)=434 kJ/mol;(2) 假设三个方程式分别为:①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-25kJ/mol;②3 Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=-47kJ/mol; ③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+19kJ/mol;根据盖斯定律,FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) ΔH=? kJ/mol,可以求出ΔH=【①*3-②-③*2】/3=-11 kJ/mol;(3)①①电池的正极要发生得电子反应,故反应式为O2+4e-=2O2- ②在原电池中阴离子向负极移动;
考点:本题考查盖斯定律的应用和原电池电极反应式的书写。
尿素(H2NCONH2)是一种非常重要的高氮化肥,在工农业生产中有着非常重要的地位。
(1)工业上合成尿素的反应如下:
2NH3(l)+CO2(g)H2O(l)+H2NCONH2(l) △H=-103.7 kJ·mol-1
下列措施中有利于提高尿素的生成速率的是
A.采用高温 |
B.采用高压 |
C.寻找更高效的催化剂 |
D.减小体系内CO2浓度 |
第一步:2NH3(l)+CO2(g) H2NCOONH4(氨基甲酸铵)(l) △H1
第二步:H2NCOONH4(l) H2O(l)+H2NCONH2(l) △H2.
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和l mol二氧化碳,实验测得反应中各组分随时间的变化如下图I所示:
①已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第 步反应决定,总反应进行到 min时到达平衡。
②第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上图II所示,则△H2 0(填“>” “<” 或 “=”)
(3)在温度70-95℃时,工业尾气中的NO、NO2可以用尿素溶液吸收,将其转化为N2
①尿素与NO、NO2三者等物质的量反应,化学方程式为
②已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g).△H=180.6 kJ·mol-1
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92.4 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6 kJ·mol-1
则4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g) △H= kJ·mol-1
(4)尿素燃料电池结构如上图III所示。其工作时负极电极反应式
可表示为 。