题目内容

19．氨在国民经济中占有重要地位．
（1）工业合成氨时，合成塔中每产生1mol NH3，放出46.1kJ的热量．
①工业合成氨的热化学方程式是N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92.2kJ/mol．
②已知：N2（g）$\underset{\stackrel{945.8kJ•mo{l}^{-1}}{→}}{\;}$2N（g）
H2（g）$\underset{\stackrel{436.0kJ•mol}{→}}{\;}$2H（g）
则断开1mol N-H键所需的能量是391kJ．
（2）氨是一种潜在的清洁能源，可用作碱性燃料电池的燃料．电池的总反应为：4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（g）．则该燃料电池的负极反应式是2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O．

分析 （1）①先求出此反应的焓变，根据热化学方程式的书写规则再写出热化学方程式；
②根据反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能计算；
（2）依据氧化还原反应元素化合价变化分析判断，电池中负极上是氨气失电子生成氮气的反应．

解答 解：（1）①反应物总能量大于生成物总能量，应为放热反应，生成1mol氨气放出46.1kJ热量，则反应的热化学方程式为N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.2kJ/mol；
故答案为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.2kJ/mol；
②反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，设N-H的键能为x，则945.8+3×436-6x=-92.2，x=391；
故答案为：391；
（2）原电池中负极失电子，氨气中氮元素化合价升高，发生氧化反应，该燃料电池的负极电极反应为：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；
故答案为：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O．

点评 本题考查了热化学方程式和盖斯定律的分析应用，原电池原理的理解和电极反应的书写方法，题目难度中等．

练习册系列答案
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15．A、B、C、D、E都为短周期元素，A是相对原子质量最小的元素；B的+1价阳离子和C的-1价阴离子都与氖原子具有相同昀电子层结构；D在C的下一周期，可与 B形成BD型离子化合物；E和C为同一周期元素，其最高价氧化物对应的水化物为一种强酸．请根据以上信息回答下列问题．
（1）B元素在元素周期表中的位置第三周期IA族．
（2）画出D元素的原子结构示意图．
（3）与E的氢化物分子所含电子总数相等的分子是H2O（CH4、HF）（举一例、填化学式，下同）、离子是OH-（Mg2+、Al3+、Na+、O2-）．
（4）A与C形成的化合物中含有化学键的类型是共价键．
（5）D的单质与B的最髙价氧化物对应的水化物的溶液发生反应的离子方程式为Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O．
16．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用如图所示装置进行实验（夹持、加热仪器已略去，气密性已检验）．

实验过程；
I．打开弹簧夹，打开活塞a，清加浓盐酸．
Ⅱ．当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹．
Ⅲ．当B中溶液由黄色变为棕色时，关闭活塞a．
Ⅳ…
（1）A中产生的是黄绿色气体，其离子方程式为4HCl（浓）+MnO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O，在该反应中浓盐酸表现了酸性、还原性．
（2）验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是湿润的淀粉KI试纸变蓝．
（3）B中溶液发生反应的离子方程式是Cl2+2Br-═Br2+2Cl-．
（4）为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡．静止后CCl4层溶液变为紫红色．
（5）浸有NaOH溶液的棉花作用是吸收尾气，防止氯气污染空气；离子方程式为Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O．
（6）氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱．
7．氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：
（1）氮元素原子的L层电子数为5；肼中的化学键类型为共价键．
（2）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气．
已知：
①N2（g）+2O2（g）=N2O4（l）；△H1=-19.5kJ•mol-1
②N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）；△H2=-534.2kJ•mol-1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式2N2H4（l）+N2O4（l）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-1048.9 kJ•mol-1；
（3）已知H2O（l）=H2O（g）；△H3=+44kJ•mol-1，则表示肼燃烧热的热化学方程式为N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-622.2 kJ•mol-1．
14．工业废气中含有一定量的SO2对空气产生严重的污染，对SO2的综合治理并且变废为宝有重要的意义．
（1）已知：25℃、101kPa时，Mn（s）+O2（g）=MnO2（s）△H=-520kJ•mol-1
S（s）+O2（g）=SO2（g）△H=-297kJ•mol-1
Mn（s）+S（s）+2O2（g）=MnSO4（s）△H=-1065kJ•mol-1
SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是MnO2（s）+SO2（g）=MnSO4（s）△H=-248kJ/mol．
（2）富集废气中SO2，并使其与O2反应制备硫酸，用多孔电极材料，装置如图1所示．

①X极的电极反应式为SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+．
②消耗11.2L（标准状况）气体B时，通过质子交换膜的H+的个数为2NA．
（3）用氢氧化钠吸收SO2可得到NaHSO3溶液，已知NaHSO3溶液显酸性，溶液中存在以下平衡：
HSO3-+H2O?H2SO3+OH-    HSO3-?H++SO32-，向0.1mol•L-1的NaHSO3溶液中加入少量氢氧化钠固体，则$\frac{c（S{O}_{3}^{2-}）}{c（HS{O}_{3}^{-}）}$增大（填“增大”、“减小”或“不变，下同），$\frac{c（N{a}^{+}）}{c（S{O}_{3}^{2-}）}$增大．
（4）取20.00ml含NaHSO3的吸收液，用0.500mol/L的高锰酸钾溶液测定吸收液中NaHSO3的浓度，回答下列问题：
①盛装高锰酸钾溶液的滴定管为酸式滴定管，若滴定开始和结束时，滴定管中的液面如图2所示，所用盐酸消耗高锰酸钾溶液的体积为26.10ml．
②达到滴定终点的依据是滴加最后一滴高锰酸钾标准液，溶液恰好由无色变为浅红色且30s不褪色；．
③吸收液中NaHSO3的浓度为1.631mol/L．
4．开发、使用清洁能源发展“低碳经济”，正成为科学家研究的主要课题．氢气、甲醇是优质的清洁燃料，可制作燃料电池．
（1）已知：①2CH3OH（1）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H1=-1275.6kJ•mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-566.0kJ•mol-1
③H2O（g）=H2O（1）△H3=-44.0kJ•mol-1写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8kJ•mol-1
（2）生产甲醇的原料CO和H2来源于：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）
①一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a．则，Pl＜P2；A、B、C三点处对应平衡常数（KA、KB、KC）的大小顺序为KC＞KB＞KA．（填“＜”、“＞”“=”）
②100℃时，将1mol CH4和2mol H2O通入容积为1L 的反应室，反应达平衡的标志是：CD．
A．容器内气体密度恒定         
B．单位时间内消耗0.1mol CH4同时生成0.3mol H2
C．容器的压强恒定
D．3v正（CH4）=v逆（H2）
③如果达到平衡时CH4的转化率为0.5，则100℃时该反应的平衡常数K=2.25
（3）某实验小组利用CO（g）、O2（g）、KOH（aq）设计成如图b所示的电池装置，负极的电极反应式为CO-2e?+4OH?=CO32?+2H2O．用该原电池做电源，常温下，用惰性电极电解200mL饱和食盐水（足量），消耗标准状况下的CO 224mL，则溶液的pH=13 （不考虑溶液体积的变化）
11．煤是一种重要的化工原料，人们将利用煤制取的水煤气、焦炭、甲醚等广泛用于工农业生产中．（1）已知：①C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ•mol-1
②CO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g）△H=+41.3kJ•mol-1
则碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为C（s）+2H2O（g）=CO2（g）+2H2（g）△H=+90.0kJ•mol-1．该反应在高温（填“高温”、“低温”或“任何温度”）下有利于正向自发进行．
8．同主族元素形成的同一类型化合物，往往其结构和性质相似．PH4I 是一种白色晶体，下 列对 PH4I 的叙述中，正确的是（　　）
A．它是一种共价化合物B．它受热时，不能分解产生有色气体
C．它不可能与 NaOH 溶液反应D．它既含离子键又含共价键
9．香荚兰豆的香气成分中含有的香草醛（如图）也称香兰素，常用做食品添加剂的原料，起着增香作用．请回答下列问题：
（1）写出香草醛的分子式C8H8O3，该物质中含氧官能团的名称是酚羟基、醛基、醚基；
（2）1mol 香草醛最多能与4molH2加成．

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