22.(2008·全国理综Ⅱ)红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。

根据上图回答下列问题:

(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是__________________。

(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是________________;上述分解反应是一个可逆反应,温度为T1时,在密闭容器中加入0.80 mol PCl5,反应达平衡时PCl5还剩0.60 mol,其分解率α1等于______;

若反应温度由T1升高到T2,平衡时PCl5的分解率为α2,α2__________α1(填“大于”“小于”或“等于”)。

(3)工业上制备PCl5通常分两步进行,先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3,然后降温,再和Cl2反应生成PCl5。原因是______________________________________________。

(4)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的ΔH3=__________,P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的ΔH4__________ΔH3(填“大于”“小于”或“等于”)。

(5)PCl5与足量水充分反应,最终生成两种酸,其化学方程式是__________________________。

解析:本题考查反应热的本质、热化学方程式的书写、反应热计算、化学平衡、水解等知识。

(1)PCl3为Cl2和P反应的中间产物,图示中的ΔH1=-306 kJ/mol表示1 mol P(s)反应生成1 mol PCl3(g)放出的热量,再根据热化学方程式的书写原则可得其热化学方程式为:P(s)+Cl2(g)===PCl3(g) ΔH=-306 kJ/mol。

(2)图示中的ΔH2=-93 kJ/mol,表示1 mol PCl3(g)与1 mol Cl2(g)反应生成1 mol PCl5(g)放出的热量,故1 mol PCl5(g)分解产生1 mol PCl3(g)与1 mol Cl2(g)吸收93 kJ热量,故有:PCl5(g)===Cl2(g)+PCl3(g) ΔH=+93 kJ/mol。α1=×100%=25%。因PCl5(g)的分解反应是吸热反应,故升温PCl5(g)的转化率增大,即α2>α1

(3)因Cl2与P生成PCl3、PCl3与Cl2反应生成PCl5都是放热反应,降温有利于提高反应物的转化率且能防止产物分解。

(4)根据盖斯定律有ΔH4=ΔH3=ΔH1H2=-306 kJ/mol-93 kJ/mol=-399 kJ/mol。

(5)PCl5发生水解生成H3PO4和HCl两种酸:PCl5+4H2O===5HCl+H3PO4

答案:(1)Cl2(g)+P(s)===PCl3(g) ΔH=-306 kJ/mol

(2)PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93 kJ/mol 25% 大于

(3)两步反应均为放热反应,降温有利于提高产率,防止产物分解

(4)-399 kJ/mol 等于

(5)PCl5+4H2O===H3PO4+5HCl

21.(2009·原创卷)“神舟”七号于2008年9月25日晚21时10分04秒在酒泉卫星发射中心发射升空,9月27日下午16时30分航天员翟志刚首次进行出舱活动,成为我国太空行走第一人,这标志着我国航天技术走在了世界前列。请回答下列与航天技术有关的试题:

(1)在发射“神舟”七号的火箭推进器中装有肼(N2H4)和过氧化氢,当两者混合时即产生气体,并放出大量的热。已知:

N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.6 kJ/mol

H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol

若用6.4 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和液态水,则整个过程中转移的电子的物质的量为__________,放出的热量为__________。

(2)我国“长征三号甲”运载火箭一级推进剂也采用四氧化二氮作为氧化剂,燃料是液态偏二甲肼(C2H8N2),火箭起飞时的反应产物都是无毒的气体。

请你写出该反应的化学方程式:______________________。请你解释火箭上升过程中“尾巴”是红棕色的原因:________________________。

(3)未来的“神舟”八号将组建成中国的空间站,届时空间站需要再生性的燃料电池。这种电池的基本原理是有太阳光时利用太阳能电池板收集的电能将水电解(2H2O电解2H2↑+O2↑),没有太阳光时利用燃料(H2)、氧化剂(O2)构成原电池,提供电能。若用KOH浓溶液作为电解液,请写出该原电池负极的反应式:____________________。

(4)飞船或空间站中的宇航员新陈代谢的气体是二氧化碳、水蒸气,而呼吸需要的则是氧气。请你利用自己所学的化学知识设计一个能够循环处理飞船或空间站内气体的方法(写出化学方程式即可):________________________。

解析:(1)6.4 g液态肼的物质的量为0.2 mol,1 mol液态肼完全被过氧化氢氧化为氮气与水蒸气时,转移的电子为4 mol,故6.4 g液态肼转移的电子为0.8 mol;由盖斯定律可知,液态肼与过氧化氢反应生成氮气和液态水的热化学方程式:N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(l) ΔH=-817.6 kJ·mol1,故0.2 mol液态肼放出的热量为0.2 mol×817.6 kJ/mol=163.5 kJ。(2)四氧化二氮与偏二甲肼反应的产物为二氧化碳、氮气和水;火箭上升过程中,泄漏出的四氧化二氮分解产生二氧化氮,红棕色即为二氧化氮的颜色。(3)该燃料电池的负极反应式为:H2+2OH-2e===2H2O。(4)利用Na2O2与二氧化碳、水蒸气反应生成氧气的原理可以处理飞船或空间站中人体新陈代谢产生的“废气”。

答案:(1)0.8 mol 163.5 kJ

(2)C2H8N2+2N2O4===2CO2+4H2O+3N2 四氧化二氮分解产生红棕色的二氧化氮 (3)H2+2OH-2e===2H2O (4)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2

 0  7453  7461  7467  7471  7477  7479  7483  7489  7491  7497  7503  7507  7509  7513  7519  7521  7527  7531  7533  7537  7539  7543  7545  7547  7548  7549  7551  7552  7553  7555  7557  7561  7563  7567  7569  7573  7579  7581  7587  7591  7593  7597  7603  7609  7611  7617  7621  7623  7629  7633  7639  7647  447348 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网