题目内容

肼（N2 H4）是一种可用于火箭或原电池的燃料。已知：
N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）    △H=+67．7 kJ／mol ①
N2 H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H3O（g） △H=－534 kJ／mol ②
下列说法正确的是
A．反应①中反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量
B．2N2 H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=－1000．3 kJ/mol
C．铂作电极，KOH溶液作电解质溶液，由反应②设计的燃料电池，其负极反应式为N2H4－4e－+4OH－=N2+4H2O
D．铂作电极，KOH溶液作电解质溶液，由反应②设计的燃料电池，工作一段时间后，KOH溶液的pH将增大
C

试题分析：已知N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+67.7kJ·mol－1，该反应为吸热反应，反应后能量升高，所以反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，故A错误；根据热化学方程式①②，再根据目标方程式为2N2H4（g）+2NO2（g）═3N2（g）+4H2O（g），可以通过2×②-①得到即2N2H4（g）+2NO2（g）═3N2（g）+4H2O（g），△H=2×②-①=2×（－534kJ·mol－1）－（+67.7kJ·mol－1）=－1135.7kJ·mol－1，所以2N2H4（g）+2NO2（g）═3N2（g）+4H2O（g），△H=－1135.7kJ·mol－1，故B错误；负极是N2H4失电子生成N2和H2O，则其电极反应式为：N2H4-4e－+4OH－=N2+4H2O，故C正确；已知该电池反应的总方程为：N2H4+O2=N2+2H2O，反应生成水，溶液的体积增大，所以氢氧化钾的浓度减小，即溶液的pH减小，故D错误。
练习册系列答案
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在形成氨气分子时，氮原子中的原子轨道发生sp3杂化生成4个________________，生成的4个杂化轨道中，只有________________个含有未成对电子，所以只能与________________个氢原子形成共价键，又因为4个sp3杂化轨道有________________，所以氨气分子中的键角与甲烷不同。
根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化，其中一定正确的是（  ）
A．H2O分解为H2与O2时放出热量
B．生成1mol H2O时吸收热量245kJ
C．甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙
D．氢气和氧气的总能量小于水的能量
下列有关离子键和离子化合物的说法正确的是（  ）
A．凡含离子键的化合物，一定含金属元素
B．在化合物MgCl2中，两个氯离子之间也存在离子键
C．离子化合物一定能导电
D．原子序数为11与9的元素能够形成离子化合物，该化合物中存在离子键
请参考题中图表，已知E1＝134 kJ·mol－1、E2＝368 kJ·mol－1，根据要求回答问题：
　
（1）图Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，ΔH的变化是________。请写出NO2和CO反应的热化学方程式：________________________________。
（2）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下：
①CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋49．0 kJ·mol－1
②CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－192．9 kJ·mol－1
又知③H2O(g)=H2O(l)　ΔH＝－44 kJ·mol－1，则甲醇蒸汽燃烧为液态水的热化学方程式为______________________。
（3）如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－1
a
b
c
x
 
已知白磷的燃烧热为d kJ·mol－1，白磷及其完全燃烧的产物的结构如图Ⅱ所示，则表中x＝________ kJ·mol－1(用含a、b、c、d的代表数式表示)。
红磷(P)和Cl2发生反应生成PCl3和PCl5，反应过程和能量的关系如下图所示，图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据。已知PCl5分解生成PCl3和Cl2，该分解反应是可逆反应。下列说法正确的是（  ）
A．其他条件不变，升高温度有利于PCl5的生成
B．反应2P(s)＋5Cl2(g)=2PCl5(g)对应的反应热　ΔH＝－798 kJ/mol
C．P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式为：2P(s)＋3Cl2(g)=2PCl3(g)　ΔH＝－306 kJ/mol
D．其他条件不变，对于2PCl5(g)=2P(s)＋5Cl2(g)　ΔH反应，增大压强，PCl5的转化率减小，ΔH减小
CH4、H2、C都是优质的能源物质，它们燃烧的热化学方程式为：
①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，
②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，
③C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1。
(1)在深海中存在一种甲烷细菌，它们依靠酶使甲烷与O2作用产生的能量存活，甲烷细菌使1 mol甲烷生成CO2气体与液态水，放出的能量________(填“＞”“＜”或“＝”)890.3 kJ。
(2)甲烷与CO2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气)：CH4＋CO2=2CO＋2H2，1 g CH4完全反应可释放15.46 kJ的热量，则：
①下图能表示该反应过程中能量变化的是________(填字母)。

②若将物质的量均为1 mol的CH4与CO2充入某恒容密闭容器中，体系放出的热量随着时间的变化如图所示，则CH4的转化率为________。

(3)C(s)与H2(g)不反应，所以C(s)＋2H2(g)=CH4(g)的反应热无法直接测量，但通过上述反应可求出，C(s)＋2H2(g)=CH4(g)的反应热ΔH＝________。
(4)目前对于上述三种物质的研究是燃料研究的重点，下列关于上述三种物质的研究方向中可行的是________(填字母)。
A．寻找优质催化剂，使CO2与H2O反应生成CH4与O2，并放出热量
B．寻找优质催化剂，在常温常压下使CO2分解生成碳与O2
C．寻找优质催化剂，利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气(CO、H2)
D．将固态碳合成为C60，以C60作为燃料
下图是N2与H2反应生成NH3的过程中能量变化的曲线图：下列叙述正确的是(　　)。
A．该反应的热化学方程式为
N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ
B．b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
C．加入催化剂，该化学反应的反应热减小
D．在温度、体积一定的条件下，通入1 mol N2和3 mol H2反应后放出的热量为Q1 kJ，若通入2 mol N2和6 mol H2反应后放出的热量为Q2 kJ，则184>Q2>2Q1
下列化学用语的相关表述正确的有  (      )
A．H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=" -a" kJ/mol,故1 mol NaOH固体与足量的稀盐酸反应,放出热量为a kJ
B．因CuSO4·5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l) ΔH="+b" kJ/mol，故1 mol CuSO4(s)溶于水时,放出热量b kJ
C．因氢气的燃烧热为c kJ/mol，故电解水的热化学方程式为：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH="+c" kJ/mol
D．因N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=" -" d kJ/mol，故在某容器中投入1 mol N2与3 mol H2充分反应后，放出热量小于d kJ

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