题目内容

（8分）下图是氨氧燃料电池示意图，按照此图的提示，回答下列问题：

（1）a电极作______极（填“正”、“负”或“阴”、“阳”），其电极反应式为_________________；
（2）反应一段时间后，电解质溶液的PH将        （填“增大”、“减小”或“不变”）；
（3）已知N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=" —92.4" kJ·mol-1；2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=" —483.6" kJ·mol-1，试写出氨气完全燃烧生成气态水的热化学方程式：__________________________；
（4）若用该燃料电池产生的电能在铁皮上镀锌（制白铁皮），某铁皮上现需要镀上97.5g锌，理论上至少需要消耗氨气_________L（标准状况）。

（8分）
（1）负（1分）    2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O（2分，见错无分）
（2）减小（1分）
(3) 4NH3(g)+3O2(g) = 2N2(g) +6H2O(g) ΔH=" —1266" kJ·mol-1（2分，见错无分）
(4)22.4（2分）

解析

练习册系列答案
相关题目

（16分）下图是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：

（1）该产业链中合成氨的反应在较低温下能否自发进行？              。

（2）已知该产业链中某反应的平衡表达式为：   

它所对应的化学反应为：                                           。

（3）已知在一定温度下，各反应的平衡常数如下：

C（s）+CO2（g）   2CO（g），K1    

CO（g）+H2O（g   H2（g）+CO2（g）， K2

C（s）+H2O（g） CO（g）+H2（g） ，K3

则K1、K2、K3之间的关系是：                              。 

（4）煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如下：

温度/℃

400

500

800

平衡常数K

9.94

9

1

该反应的正反应方向是         反应（填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的平衡转化率为：           。

（5）从图中看出氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO2、N2O4等。已知NO2和N2O4的结构式分别是和。已知N－N键键能为167kJ·mol－1，NO2中氮氧键的键能为466kJ·mol－1，N2O4中氮氧键的键能为438.5kJ·mol－1。请写出NO2转化为N2O4的热化学方程式为                                     。

对反应N2O4(g)2NO2(g)，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。

下列说法正确的是　　　　。

A．A、C两点的反应速率：A＞C                 

B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅

C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C     

D．由状态B到状态A，可以用加热的方法

（6）以上述产业链中甲醇为燃料制成燃料电池，请写出在氢氧化钾介质中该电池的负极反应式                                                          。

 

（16分）肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性液体，与氧气或氮氧化物反应均可生成氮气和水。氢气是一种清洁能源，液氢和肼均可用作火箭燃料。

Ⅰ 氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。

已知：（g）+ （g）=（g）+（g）      = +

         （g）+ （g）=（g）+（g）= +

（1）氢气作为新能源的优点                              。（答2点）

（2）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。（g）与（g）反应生成（g）和（g）的热化学方程式为                            。

（3）HO的热分解也可得到H，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图所示。图中A、B表示的物质依次是                、              。

Ⅱ（4）肼一空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%—30%的KOH溶液。该电池放电时，负极的电极反应式是                                           。

（5）下图是一个电化学装置示意图。用肼一空气燃料电池做此装置的电源。

①如果A是铂电极，B是石墨电极，C是硫酸—硫酸铵，阴极的电极反应式是                                        。

②利用该装置可制得少量过氧化氢：在阳极上SO42—被氧化成S2O82—（过二硫酸根离子），S2O82—与H2O反应生成H2O2，S2O82—+2H2O=2SO42—+H2O2+2H+。若要制取2molH2O2，该燃料电池理论上需消耗         molN2H4。

（6）由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。

①装置丙中溶液的P H                     。（填“变大”“变小”或“不变”）

②四种金属活泼性由弱到强的顺序是                 。

 

（16分）下图是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：

（1）该产业链中合成氨的反应在较低温下能否自发进行？               。

（2）已知该产业链中某反应的平衡表达式为：   

它所对应的化学反应为：                                            。

（3）已知在一定温度下，各反应的平衡常数如下：

C（s）+CO2（g）   2CO（g），K1    

CO（g）+H2O（g   H2（g）+CO2（g）， K2

C（s）+H2O（g） CO（g）+H2（g） ，K3

则K1、K2、K3之间的关系是：                               。 

（4）煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如下：

温度/℃

400

500

800

平衡常数K

9.94

9

1

该反应的正反应方向是         反应（填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的平衡转化率为：           。

（5）从图中看出氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO2、N2O4等。已知NO2和N2O4的结构式分别是和。已知N－N键键能为167kJ·mol－1，NO2中氮氧键的键能为466kJ·mol－1，N2O4中氮氧键的键能为438.5kJ·mol－1。请写出NO2转化为N2O4的热化学方程式为                                      。

对反应N2O4(g) 2NO2(g)，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。

下列说法正确的是　　　　。

A．A、C两点的反应速率：A＞C                 

B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅

C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C     

D．由状态B到状态A，可以用加热的方法

（6）以上述产业链中甲醇为燃料制成燃料电池，请写出在氢氧化钾介质中该电池的负极反应式                                                          。

 
肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性液体，与氧气或氮氧化物反应均可生成氮气和水。氢气是一种清洁能源，液氢和肼均可用作火箭燃料。
Ⅰ 氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知：
（1）氢气作为新能源的优点___________________。（答2点）
（2）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。反应生成
的热化学方程式为___________________ 。
（3）H2O的热分解也可得到H2，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图所示。图中A、B表示的物质依次是__________、_____________。
Ⅱ（4）肼--空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。该电池放电时，负极的电极反应式是_________________。
（5）下图是一个电化学装置示意图。用肼--空气燃料电池做此装置的电源。
①如果A是铂电极，B是石墨电极，C是硫酸—硫酸铵，阴极的电极反应式是_________。
②利用该装置可制得少量过氧化氢：在阳极上SO42-被氧化成S2O82-（过二硫酸根离子），S2O82-与H2O反应生成H2O2，S2O82-+2H2O=2SO42-+H2O2+2H+。若要制取2molH2O2，该燃料电池理论上需消耗_______molN2H4。
（6）由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
实验装置与现象
根据实验现象回答下列问题：
①装置丙中溶液的pH______。（填“变大”“变小”或“不变”）
②四种金属活泼性由弱到强的顺序是_________________ 。
防止和治理环境污染是当前环保工作的重要研究内容之一。
（1）氮肥厂的氨氮废水经过初步处理后可得到低浓度氨氮废水，后续处理流程如下：  
过程I：在硝化细菌作用下，O2将NH4＋氧化为NO3-；
过程II：加入甲醇，NO3-和甲醇反应转化CO2和N2。
请写出过程I步的离子方程式：_________________ 。
（2）Hg是水体污染的重金属元素之一。水溶液中二价汞的主要存在形态与Cl-、OH-的浓度关系如图所示［图中的物质或粒子只有Hg(OH)2为难溶物； pCl=－1gc(Cl-)］   
①下列说法中正确的是_____________。
A．为了防止Hg2＋水解，配制Hg(NO3)2溶液时应将Hg(NO3)2固体溶于浓硝酸后再稀释。 B．当c(Cl-) ＝10-1 mol·L-1时，汞元素一定全部以HgCl42-形式存在
C．HgCl2是一种弱电解质，其电离方程式是：HgCl2＝HgCl＋ + Cl-
D．当溶液pH保持在4，pCl由2改变至6时，可使HgCl2转化为Hg(OH)2
 ②HgCl2又称“升汞”，熔点549K，加热能升华，其晶体是_________（填晶体类型）。
（3）汽车尾气是城市空气污染的一个重要因素，常用以下反应净化汽车尾气：
2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) 在某温度T1℃下，2L密闭容器中充入NO 、CO各0.4mol，测得不同时间的NO和CO物质的量如下表：
①根据上表的数据，在下图中画出CO2的物质的量与时间的关系曲线。
②上述反应达到平衡后，继续加入NO 、CO、CO2 各0.2mol和N2 __________ mol时，平衡不移动。
③在上述条件下该反应能够自发进行，如果把温度从T1℃升高到T2℃，平衡常数K将__________（填写“变大”、“变小”、“不变”）。
④一种CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准，该分析仪的工作原理类似燃料电池，其中的固体电解质是Y2O3－Na2O，O2ˉ可以在其中自由移动，负极的反应式为____________。

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