Question

5．2016年10月11日，神舟十一号飞船搭乘CZ-2F火箭成功发射．在重达495 吨的起飞重量中，95%的都是化学推进剂．
（1）降冰片烯      （C₇H₁₀）是一种重要的高密度液体燃料化学推进剂．已知：

燃料	密度（g•cm-3）	体积热值（J•L-1）
降冰片烯	1.0	4.2×107

写出表示降冰片烯标准燃烧热的热化学方程式：C₇H₁₀（l）+9.5O₂（g）=7CO₂（g）+5H₂O（l）△H=-3948kJ/mol．
（2）CH₃OH和液氧是常用的液体火箭推进剂．
①已知：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（l）△H₁
2H₂（g）+O₂（l）═2H₂O（l）△H₂
CH₃OH（g）═CH₃OH（l）△H₃
2CH₃OH（l）+3O₂（l）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H₄
则△H₄=3△H₂-2△H₁-2△H₃（用△H₁、△H₂、△H₃来表示）．
②某温度下，发生反应CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH （g）+H₂O（g）．在体积为2L的密闭容器中加入1mol CH₃OH和1mol H₂O，第4min达到平衡，容器内c（CO₂）随时间的变化情况如图1所示，求此反应在该温度下的平衡常数59.26．保持其它条件不变，在第5min时向体系中再充入0.2mol CO₂和0.4mol H₂，第8min重新达到平衡，此时c（H₂）=c（CH₃OH）．请在图中画出5到9min的c（CO₂）变化曲线示意图．
（3）NH₄NO₃也是一种重要的固体推进剂，可通过电解NO制备NH₄NO₃，其工作原理如图2所示，A电极的名称为阴极，请写出在B电极上发生的电极反应式：NO-3e^-+2H₂O=NO₃^-+4H⁺．

Answer 1

分析 （1）C₇H₁₀的摩尔质量为94g/mol，故燃烧1mol降冰片烯标准燃烧热为△H=-$\frac{94g/mol}{1×1{0}^{3}g•{L}^{-1}}$×4.2×10⁷J/L=-3948kJ/mol，故热化学方程式为C₇H₁₀（l）+9.5O₂（g）=7CO₂（g）+5H₂O（l）△H=-3948kJ/mol；
（2）①①CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（l）△H₁
②2H₂（g）+O₂（l）═2H₂O（l）△H₂
③CH₃OH（g）═CH₃OH（l）△H₃，3×②-2×①-2×③得，2CH₃OH（l）+3O₂（l）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H₄=3△H₂-2△H₁-2△H₃，据此进行分析；
②据k=$\frac{c（C{H}_{3}OH）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$进行计算；反应物浓度增大，使平衡不断向正反应方向进行，据此作图；
（3）由图可知，A极上NO生成NH₄⁺，发生还原反应，为电解池阴极，B极上NO生成NO₃^-，发生氧化反应，据此书写电极反应方程式；

解答 解：（1）C₇H₁₀的摩尔质量为94g/mol，故燃烧1mol降冰片烯标准燃烧热为△H=-$\frac{94g/mol}{1×1{0}^{3}g•{L}^{-1}}$×4.2×10⁷J/L=-3948kJ/mol，故热化学方程式为C₇H₁₀（l）+9.5O₂（g）=7CO₂（g）+5H₂O（l）△H=-3948kJ/mol，
故答案为：C₇H₁₀（l）+9.5O₂（g）=7CO₂（g）+5H₂O（l）△H=-3948kJ/mol；
（2）①①CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（l）△H₁
②2H₂（g）+O₂（l）═2H₂O（l）△H₂
③CH₃OH（g）═CH₃OH（l）△H₃，3×②-2×①-2×③得，2CH₃OH（l）+3O₂（l）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H₄=3△H₂-2△H₁-2△H₃，故△H₄=3△H₂-2△H₁-2△H₃，
故答案为：3△H₂-2△H₁-2△H₃；
②CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH （g）+H₂O（g）
开始（c）   0             0                   0.5                 0.5                  
变化         0.1           0.3                  0.1                 0.1              
平衡          0.1           0.3                 0.4                  0.4，k=$\frac{c（C{H}_{3}OH）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{0.4×0.4}{0.2×0．{3}^{3}}$=59.26；反应物浓度增大，使平衡不断向正反应方向进行，故图为，
故答案为：59.26；；
（3）由图可知，A极上NO生成NH₄⁺，发生还原反应，为电解池阴极；B极上NO生成NO₃^-，发生氧化反应，故电极反应方程式为NO-3e^-+2H₂O=NO₃^-+4H⁺，
故答案为：阴；NO-3e^-+2H₂O=NO₃^-+4H⁺．

点评 本题考查热化学方程式的书写，燃烧热的计算，化学平衡常数的计算，电极反应方程式的书写，本题难度中等．