(14分)2013年10月我市因台风菲特遭受到重大损失,市疾控中心紧急采购消毒药品,以满足灾后需要。复方过氧化氢消毒剂具有高效、环保、无刺激无残留,其主要成分H2O2是一种无色粘稠液体,请回答下列问题:
⑴火箭发射常以液态肼(N2H4)为燃料,液态H2O2为助燃剂。已知:
N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H="-" 534 kJ·mol-1 ①
H2O2(1)=H2O(1)+1/2O2(g) △H="-" 98.64 kJ·mol-1 ②
H2O(1)=H2O(g) △H=+44kJ·mol-l ③
则反应N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(g)的△H= ,
⑵据报道,以硼氢化合物NaBH4(B元素的化合价为+3价)和H2O2作 原料的燃 料电池,负极材料采用Pt/C,正极材料采用MnO2,可用作空军通信卫星电,其工作原理如图所示。
则该电池的正极反应____ ___
⑶H2O2是一种不稳定易分解的物质。右图是H2O2在没有催化剂时反应进程与能量变化图,请在图上画出使用催化剂加快分解速率时能量与进程图 。
⑷某化学兴趣小组欲测定H2O2的分解速率,取溶液0.5L进行分析,数据如表格所示:
t(S) | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
n(H2O2) (moL) | 0.8 | 0.7 | 0.62 | 0.55 | 0.27 | 0.03 |
(14分,每空2分) -643.28KJ/mol H2O2+2e-=2OH- 略 0.26 mol/( L.S)
H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O A.B.F.E 56.7%
解析试题分析:(1)根据盖斯定律得所求△H="①+②×2+③×2=-" 534 kJ·mol-1+(- 98.64 kJ·mol-1 )×2+-44 kJ·mol-1 ×2=-643.28KJ/mol ;
(2)正极发生还原反应,所以从图中可知,正极是过氧化氢的还原反应生成氢氧根离子,电极反应式为H2O2+2e-=2OH-
(3)使用催化剂,可以降低反应的活化能,加快反应速率,但反应热不变,所以在原图的基础上降低曲线的高度,但起点与终点不变;
(4)从表中数据可知,前6s内过氧化氢的物质的量减少缓慢,6s后,过氧化氢的物质的量减少很快,说明此时加入了催化剂,所以6s~10s之间,过氧化氢的浓度减少(0.55mol-0.03mol)/0.5L,则这段时间的平均反应速率为(0.55mol-0.03mol)/0.5L/4s="0.26" mol/( L·S);
(5)①过氧化氢与硫酸亚铁发生氧化还原反应生成硫酸铁和水,离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O
②红棕色固体是氧化铁固体,所以从红褐色浊液到红棕色固体需要过滤沉淀,洗涤沉淀,灼烧沉淀为氧化铁,冷却,最后称量,所以答案选ABFE;
③0.8960g的氧化铁的物质的量是0.0056mol,则药片中硫酸亚铁的质量为0.0056mol×2×152g/mol=1.7024g,10片药片的质量是0.3g×10=3g,所以药片中硫酸亚铁的质量分数为1.7024g/3g×100%=56.7%
考点:考查盖斯定律的应用,电极反应式的书写,反应中催化剂的使用,反应速率的计算,物质判断,质量分数的计算,实验步骤的选择
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(5分)某实验小组同学进行如下实验,以探究化学反应中的能量变化。
(1)实验表明:①中的温度降低,由此判断氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应是____________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)实验②中,该小组同学在烧杯中加入5 mL 1.0 mol/L盐酸,再放入用砂纸打磨过的铝条,观察产生H2的速率,如图A所示,该反应是____________(填“吸热”或“放热”)反应,其能量变化可用下图中的____________(填“B”或“C”)表示。
图A中0一tl段化学反应速率变化的原因是_________________________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
随着科学技术的进步,人们研制了多种甲醇质子交换膜燃料电池,以满足不同的需求。
(1)有一类甲醇质子交换膜燃料电池,需将甲醇蒸气转化为氢气,两种反应原理是
A、CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0kJ/mol
B、CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-192.9kJ/mol
又知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol,请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式 。
(2)下图是某笔记本电脑用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子和电子,电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应,电池总反应为:2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。则c电极是 (填“正极”或“负极”),
c电极上发生的电极反应式是 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(17分)合成氨工业上常用下列方法制备H2:
方法:
方法:
试计算25℃时由方法②制备l000g H2所放出的能量为_________ kJ。
(2)在一定的条件下,将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器,发生反应:其相关数据如下表所示:
①T1_________T2(填“>”、“=”或“<”);
T1℃时,该反应的平衡常数K="_________" 。
②乙容器中,当反应进行到1.5min时,H2O(g)的物质的量浓度范围是_________。
③一定条件下,在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是_________。
A.
B.混合气体的密度保持不变
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
④某同学为了研究反应条件对化学平衡的影响,测得逆反应速率与时间的关系如图所示:
可见在t1、t3、t5、t7时反应都达了到平衡状态,如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件,则从t1到t8哪个时间段H2O (g)的平衡转化率最低_________,t4时刻改变的条件是__________。
⑤在25 ℃时,c mol/L,的醋酸与0.02mol/L NaOH溶液等体积混合后溶液刚好呈中性,
用含c的代数式表示CH3COOH的电离常数Ka=_________。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(I)保护环境已成为当前和未来的一项全球性课题。为解决目前燃料使用过程中的环境污染问题,并缓解能源危机,有的专家提出利用太阳能促使燃料循环使用的构想,如图所示:
请回答下列问题:
(1)过程Ⅰ的能量转化形式为________能转化为________能。
(2)上述转化过程中,ΔH1和ΔH2的关系是________。
(3)断裂1 mol化学键所需的能量见下表:
共价键 | H—N | H—O | N≡N | O=O |
断裂1 mol化学键所需能量/(kJ·mol-1) | 393 | 460 | 941 | 499 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
对大气污染物SO2、NOx进行研究具有重要环保意义。请回答下列问题:
(1)为减少SO2的排放,常采取的措施是将煤转化为清洁气体燃料。
已知:① H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H=-241.8kJ·mol-1
②C(s)+ O2(g)=CO(g) △H=-110.5kJ·mol-1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式: 。
(2)已知汽车汽缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H
0,若1.0 mol空气含0.80 mol N2和0.20 mol O2,1300oC时在2.0 L密闭汽缸内经过5s反应达到平衡,测得NO为1.6×10-3mol。
①在1300oC 时,该反应的平衡常数表达式K= 。5s内该反应的平均速率ν(N2) = (保留2位有效数字);
②汽车启动后,汽缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是 。
(3)汽车尾气中NO和CO的转化。当催化剂质量一定时,增大催化剂固体的表面积可提高化学反应速率。下图表示在其他条件不变时,反应2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) 中,NO的浓度c(NO)随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。
①该反应的△H 0 (填“>”或“<”)。
②若催化剂的表面积S1>S2,在右图中画出c(NO) 在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线(并作相应标注)。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
下图是红磷P(s)和Cl2反应生成(图中的
表示生成1mol产物的数据)。根据下图回答下列问题:
(1)的热化学方程式为 。
(2)= KJ·mol-1
(3)研究表明,化学反应的能量变化(△H)与反应物和生成物的键能有关。键能可以简单地理解为断开1mol化学键时所需吸收的能量,表1所列是部分化学键的键能数据。
表1部分化学键的键能数据
化学键 | P-P | P-O | O=O | P=O |
键能/(kJ·mol-1) | 198 | 360 | 498 | x |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取低碳醇的热力学数据:
反应Ⅰ: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ?H = —49.0 kJ·mol-1
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ?H = —173.6 kJ·mol-1
(1)写出由CH3OH(g)合成CH3CH2OH(g)的热化学反应方程式:
(2)对反应Ⅰ,在一定温度下反应达到平衡的标志是 (选填编号)
a.反应物不再转化为生成物 b.平衡常数K不再增大
c.CO2的转化率不再增大 d.混合气体的平均相对分子质量不再改变
(3)在密闭容器中,反应Ⅰ在一定条件达到平衡后,其它条件恒定,能提高CO2转化率的措施是 (选填编号)
A.降低温度 | B.补充CO2 | C.加入催化剂 | D.移去甲醇 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关。
(1)在一恒温、恒容密闭容器中发生反应: Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),
H<0。利用该反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。对该反应的说法正确的是 (填字母编号)。
A.增加Ni的量可提高CO的转化率,Ni的转化率降低 |
B.缩小容器容积,平衡右移,![]() |
C.反应达到平衡后,充入CO再次达到平衡时,CO的体积分数降低 |
D.当4v[Ni(CO)4]=v(CO)时或容器中混合气体密度不变时,都可说明反应已达化学平衡状态 |
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