(6分)通常把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能. 已知部分化学键的键能如下:
| 化学键 | N—H | N—N | O==O | N≡N | O—H |
| 键能(kJ/mol) | 386 | 167 | 498 | 946 | 460 |
(2)为了提高肼(N2H4)燃烧过程中释放的能量,常用二氧化氮作氧化剂代替氧气,这两者反应生成氮气和水蒸气.且:
①N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH1=+67.7 kJ/mol
②N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534 kJ/mol
试写出肼和NO2完全反应的热化学方程式:____________________________________
(3)随着中国空间技术的发展,中俄于2009年携手探火星工程,寻找更高效的火箭推进剂也被提到了议事日程.在实验室我国科研人员应用电子计算机模拟出具有高能量的物质N60,它的结构与C60十分相似.已知N60分子中每个N原子均以氮氮键结合三个氮原子,且N60分子结构中每个氮原子均形成8个电子的稳定结构.试推测1个N60的结构含有________个N—N键.
(13分)“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
(1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请完成该反应的化学方程式:
___ C+ ___ KMnO4+ H2SO4 = ____CO2↑+ ____MnSO4 + ____K2SO4+
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),得到如下二组数据:
| 实验组 | 温度℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
| CO | H2O | H2 | CO | |||
| 1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
| 2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
②实验2条件下平衡常数K=_________,该反应为 (填“吸”或“放”)热反应。
(3)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH =-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH =-566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH =-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式:
。
⑷某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如右图所示的电池装置。
①该电池负极的电极反应为: 。
②该电池工作时,溶液中的OH-向______极移动。
(6分)为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定,也可进行理论推算。
(1)实验测得,5g液态甲醇(CH3OH)在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量,试写出甲醇燃烧的热化学方程式_________________。
(2)由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中,拆开化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量。
| 化学键 | H-H | N-H | N≡N |
| 键能/kJ·mol-1 | 436 | 391 | 945 |
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知:C(s,石墨)+02(g)=C02(g) △H1=-akJ·mol-1
2H2(g)+02(g)=2H20(l) △H2=-bkJ·mol-1
2C2H2(g)+502(g)=4C02(g)+2H20(l) △H3=-ckJ·mol-1
根据盖斯定律,计算298K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反应的焓变 :△H=_________。