题目内容

（14分）2013年10月我市因台风菲特遭受到重大损失，市疾控中心紧急采购消毒药品，以满足灾后需要。复方过氧化氢消毒剂具有高效、环保、无刺激无残留，其主要成分H2O2是一种无色粘稠液体，请回答下列问题：
⑴火箭发射常以液态肼（N2H4）为燃料，液态H2O2为助燃剂。已知：
N2H4（1）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）  △H="-" 534 kJ·mol－1    ①
H2O2（1）=H2O（1）+1/2O2（g）  △H="-" 98．64 kJ·mol－1           ②
H2O（1）=H2O（g）  △H=+44kJ·mol－l            ③
则反应N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（g）的△H=       ，
⑵据报道，以硼氢化合物NaBH4(B元素的化合价为＋3价)和H2O2作 原料的燃 料电池，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，可用作空军通信卫星电，其工作原理如图所示。

则该电池的正极反应____                       ___
⑶H2O2是一种不稳定易分解的物质。右图是H2O2在没有催化剂时反应进程与能量变化图，请在图上画出使用催化剂加快分解速率时能量与进程图 。

⑷某化学兴趣小组欲测定H2O2的分解速率，取溶液0.5L进行分析，数据如表格所示：

t（S）
0
2
4
6
8
10
n(H2O2) (moL)
0.8
0.7
0.62
0.55
0.27
0.03
在上述表格中已知某一时刻向H2O2溶液中加入催化剂，则加入催化剂后整段时间内H2O2的平均分解速率___________。
⑸H2O2还是一种药物化学分析的氧化剂，能用于药物的分析。


①此检验过程中加过量H2O2反应的离子方程式为______________。
②从红褐色的悬浊液到最后的称量，其过程中所需的基本操作有___________（按操作的顺序填写）。
A．过滤      B．洗涤      C．萃取     D．分液     E．冷却     F．灼烧
③最后称量红棕色固体的质量为0．8960g，那么该药片中硫酸亚铁的质量分数为
_________（小数点后面保留一位有效数字）。

（14分，每空2分） -643.28KJ/mol     H2O2+2e-=2OH-     略   0.26 mol/( L.S)
H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O    A.B.F.E   56.7%

解析试题分析：（1）根据盖斯定律得所求△H="①+②×2+③×2=-" 534 kJ·mol－1+（- 98．64 kJ·mol－1  ）×2+-44 kJ·mol－1 ×2=-643.28KJ/mol ；
（2）正极发生还原反应，所以从图中可知，正极是过氧化氢的还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为H2O2+2e-=2OH-  
（3）使用催化剂，可以降低反应的活化能，加快反应速率，但反应热不变，所以在原图的基础上降低曲线的高度，但起点与终点不变；
（4）从表中数据可知，前6s内过氧化氢的物质的量减少缓慢，6s后，过氧化氢的物质的量减少很快，说明此时加入了催化剂，所以6s～10s之间，过氧化氢的浓度减少（0.55mol-0.03mol）/0.5L，则这段时间的平均反应速率为（0.55mol-0.03mol）/0.5L/4s="0.26" mol/( L·S)；
（5）①过氧化氢与硫酸亚铁发生氧化还原反应生成硫酸铁和水，离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O 
②红棕色固体是氧化铁固体，所以从红褐色浊液到红棕色固体需要过滤沉淀，洗涤沉淀，灼烧沉淀为氧化铁，冷却，最后称量，所以答案选ABFE；
③0.8960g的氧化铁的物质的量是0.0056mol,则药片中硫酸亚铁的质量为0.0056mol×2×152g/mol=1.7024g,10片药片的质量是0.3g×10=3g,所以药片中硫酸亚铁的质量分数为1.7024g/3g×100%=56.7%
考点：考查盖斯定律的应用，电极反应式的书写，反应中催化剂的使用，反应速率的计算，物质判断，质量分数的计算，实验步骤的选择

练习册系列答案
相关题目

（5分）某实验小组同学进行如下实验，以探究化学反应中的能量变化。

（1）实验表明：①中的温度降低，由此判断氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应是____________（填“吸热”或“放热”）反应。
（2）实验②中，该小组同学在烧杯中加入5 mL 1.0 mol/L盐酸，再放入用砂纸打磨过的铝条，观察产生H2的速率，如图A所示，该反应是____________（填“吸热”或“放热”）反应，其能量变化可用下图中的____________（填“B”或“C”）表示。

图A中0一tl段化学反应速率变化的原因是_________________________________。

随着科学技术的进步，人们研制了多种甲醇质子交换膜燃料电池，以满足不同的需求。
（1）有一类甲醇质子交换膜燃料电池，需将甲醇蒸气转化为氢气，两种反应原理是
A、CH3OH(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋3H2(g)        ΔH＝＋49.0kJ/mol
B、CH3OH(g)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)     ΔH＝－192.9kJ/mol
又知H2O(l)＝H2O(g)  ΔH＝＋44 kJ/mol，请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式                                  。
（2）下图是某笔记本电脑用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为：2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O。则c电极是        （填“正极”或“负极”），
c电极上发生的电极反应式是                     。

(17分)合成氨工业上常用下列方法制备H2：
方法：
方法：

试计算25℃时由方法②制备l000g H2所放出的能量为_________ kJ。
（2）在一定的条件下，将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器，发生反应：
其相关数据如下表所示：

①T1_________T2（填“>”、“=”或“<”）；
T1℃时，该反应的平衡常数K="_________" 。
②乙容器中，当反应进行到1.5min时，H2O(g)的物质的量浓度范围是_________。
③一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是_________。
A．
B．混合气体的密度保持不变

D．混合气体的平均相对分子质量保持不变
④某同学为了研究反应条件对化学平衡的影响，测得逆反应速率与时间的关系如图所示：

可见在t1、t3、t5、t7时反应都达了到平衡状态，如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件，则从t1到t8哪个时间段H2O (g)的平衡转化率最低_________，t4时刻改变的条件是__________。
⑤在25 ℃时，c mol/L，的醋酸与0.02mol/L NaOH溶液等体积混合后溶液刚好呈中性，
用含c的代数式表示CH3COOH的电离常数Ka=_________。

（I）保护环境已成为当前和未来的一项全球性课题。为解决目前燃料使用过程中的环境污染问题，并缓解能源危机，有的专家提出利用太阳能促使燃料循环使用的构想，如图所示：

请回答下列问题：
(1)过程Ⅰ的能量转化形式为________能转化为________能。
(2)上述转化过程中，ΔH1和ΔH2的关系是________。
(3)断裂1 mol化学键所需的能量见下表：

共价键
H—N
H—O
N≡N
O＝O
断裂1 mol化学键所需能量/(kJ·mol－1)
393
460
941
499
常温下，N2与H2O反应生成NH3的热化学方程式为_______________________。
(II)在一试管中加入0.01mol/L的KMnO4酸性溶液和0.1mol/LH2C2O4溶液，在恒温下发生如下反应：
2KMnO4+5 H2C2O4+3H2SO4＝K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O。5分钟后测得Mn2+的浓度为0.004mol/L；
（4）试计算0—5分钟内，υ(H2C2O4)＝____________。
(5)如果反应从开始进行一段时间后，速率—时间图像如图：。试解释t1—t2，t2—t3速率变化的原因。______________________________________________________。

对大气污染物SO2、NOx进行研究具有重要环保意义。请回答下列问题：
（1）为减少SO2的排放，常采取的措施是将煤转化为清洁气体燃料。
已知：① H2（g）＋O2(g)=H2O(g)  △H＝－241.8kJ·mol－1
②C（s）＋ O2(g)=CO(g)   △H＝－110.5kJ·mol－1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：                                  。
（2）已知汽车汽缸中生成NO的反应为：N2(g)＋O2(g)2NO(g) △H0，若1.0 mol空气含0.80 mol N2和0.20 mol O2，1300oC时在2.0 L密闭汽缸内经过5s反应达到平衡，测得NO为1.6×10－3mol。
①在1300oC 时，该反应的平衡常数表达式K＝       。5s内该反应的平均速率ν(N2) ＝            （保留2位有效数字）；
②汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是           。
（3）汽车尾气中NO和CO的转化。当催化剂质量一定时，增大催化剂固体的表面积可提高化学反应速率。下图表示在其他条件不变时，反应2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g) 中，NO的浓度c(NO)随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线。

①该反应的△H       0 （填“＞”或“＜”）。
②若催化剂的表面积S1＞S2，在右图中画出c(NO) 在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线（并作相应标注）。

下图是红磷P（s）和Cl2反应生成（图中的表示生成1mol产物的数据）。根据下图回答下列问题：

（1）的热化学方程式为                                 。
（2）=        KJ·mol-1
（3）研究表明，化学反应的能量变化（△H）与反应物和生成物的键能有关。键能可以简单地理解为断开1mol化学键时所需吸收的能量，表1所列是部分化学键的键能数据。
表1部分化学键的键能数据

化学键
P-P
P-O
O=O
P=O
键能/（kJ·mol-1）
198
360
498
x
 
已知1mol白磷（结构如下图所示，分子式为P4）完全燃烧生成P4O10（结构如下图）放出2982KJ热量，则表中：x=         。
 （P4O10）

以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点，下面为CO2加氢制取低碳醇的热力学数据：
反应Ⅰ： CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)          ?H = —49．0  kJ·mol-1
反应Ⅱ：2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)     ?H = —173．6 kJ·mol-1
（1）写出由CH3OH(g)合成CH3CH2OH(g)的热化学反应方程式：                     
（2）对反应Ⅰ，在一定温度下反应达到平衡的标志是     （选填编号)
a．反应物不再转化为生成物 b．平衡常数K不再增大
c．CO2的转化率不再增大 d．混合气体的平均相对分子质量不再改变　
（3）在密闭容器中，反应Ⅰ在一定条件达到平衡后，其它条件恒定，能提高CO2转化率的措施是    （选填编号）

A．降低温度B．补充CO2C．加入催化剂D．移去甲醇
（4）研究员以生产乙醇为研究对象，在密闭容器中，按H2与CO2的物质的量之比为3:1进行投料，在5MPa下测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数（y%）如下图所示。表示CH3CH2OH组分的曲线是     ；图中曲线Ⅱ和Ⅲ的交点a对应的体积分数ya=     %（计算结果保留三位有效数字）

(5)一种以甲醇作燃料的电池示意图如图。写出该电池放电时负极的电极反应式：                     。

碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关。
（1）在一恒温、恒容密闭容器中发生反应： Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)，H<0。利用该反应可以将粗镍转化为纯度达99．9％的高纯镍。对该反应的说法正确的是     (填字母编号)。

A．增加Ni的量可提高CO的转化率，Ni的转化率降低
B．缩小容器容积，平衡右移，H减小
C．反应达到平衡后，充入CO再次达到平衡时，CO的体积分数降低
D．当4v[Ni(CO)4]=v(CO)时或容器中混合气体密度不变时，都可说明反应已达化学平衡状态
（2）CO与镍反应会造成镍催化剂中毒。为防止镍催化剂中毒，工业上常用SO2将CO氧化，二氧化硫转化为单质硫。
已知：C(s)+O2(g)=CO(g)  H=-Q1 kJmol-1
C(s)+ O2(g)=CO2(g)   H=-Q2 kJmol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g)    H=-Q3 kJmol-1
则SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g)  H=          。
（3）金属氧化物可被一氧化碳还原生成金属单质和二氧化碳。图28（3）是四种金属氧化物（Cr2O3、SnO2、PbO2、Cu2O)被一氧化碳还原时与温度（t）的关系曲线图。
700oC时，其中最难被还原的金属氧化物是         (填化学式)，用一氧化碳还原该金属氧化物时，若反应方程式系数为最简整数比，该反应的平衡常数(K)数值等于             。

（4）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理如上图28（4）所示。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应式为              。
若该燃料电池使用一段时间后，共收集到20mol Y，则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为       L。

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