(1)合成氨反應的熱化學方程式：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.2kJ·mol－1
已知合成氨反應是一個反應物不能完全轉化為生成物的反應，在某一定條件下，N2的轉化率僅為10%，要想通過該反應得到92.2  kJ的熱量，至少在反應混合物中要投放N2的物質的量為________ mol。
(2)肼(N2H4)－空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質溶液是20%～30%的KOH溶液。肼－空氣燃料電池放電時：
正極的電極反應式：__________________________，
負極的電極反應式：__________________________。
(3)如圖是一個電解過程示意圖。

①鋅片上發(fā)生的電極反應式是：_______________________
②假設使用肼－空氣燃料電池作為該過程中的電源，銅片質量變化為128 g，則肼－空氣燃料電池理論上消耗標準狀況下的空氣________L(假設空氣中氧氣體積分數(shù)為20%)。

(1)10
(2)O2＋4e－＋2H2O=4OH－
N2H4＋4OH－－4e－=4H2O＋N2↑
(3)①Cu2＋＋2e－=Cu�、�112

解析

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

（17分）CO和H2的混合氣體俗稱合成氣，是一種重要的工業(yè)原料氣，可以在一定條件下制備甲醇，二甲醚等多種有機物。工業(yè)上利用天然氣（主要成分為CH4）與水進行高溫重整制備合成氣。
（1） 已知：CH4、H2和CO的燃燒熱分別為890.3kJ/mol、285.8kJ/mol和283.0kJ/mol，且1mol液態(tài)水汽化時的能量變化為44.0kJ。寫出甲烷與水蒸氣在高溫下反應制取合成氣的熱化學方程式                  。
（2）在一定條件下，向體積為2L的密閉容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g)，測得CH4(g)和H2(g)的物質的量濃度隨時間變化如下表所示：

    時間/min
物質 濃度
 		0
 		1
 		2
 		3
 		4
 
CH4
 		0.2mol·L—1
 		0.13 mol·L—1
 		0.1 mol·L—1
 		0.1 mol·L—1
 		0.09 mol·L—1
 
H2
 		0 mol·L—1
 		0.2 mol·L—1
 		0.3 mol·L—1
 		0.3 mol·L—1
 		0.33 mol·L—1
 
①3—4min之間，化學平衡向___   ____反應方向移動（填“正”或“逆”）。
②3min時改變的反應條件是____________________（只填一種條件的改變）
（3）已知溫度、壓強、投料比X〔n(CH4)/n(H2O)〕對該反應的影響如圖所示。

①圖1中的兩條曲線所示投料比的關系X1____X2(填“=”“>”或“<”下同)
②圖2中兩條曲線所示的壓強比的關系：p1_______p2
（4）以天然氣（設雜質不參與反應）、KOH溶液為原料可設計成燃料電池
①放電時，正極的電極反應式_______________________________________
②設裝置中盛有100.0mL 3.0mol/L KOH溶液，放電時參與反應的氧氣在標準狀況下的體積為8.96L，放電過程中沒有氣體逸出，則放電完畢后，所得溶液中各離子濃度由大到小的關系為                     ____。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

苯乙烯是重要的基礎有機原料。工業(yè)中用乙苯（C6 H5- CH2 CH3）為原料，采用催化脫氫的方法制取苯乙烯（C6 H5- CH= CH2）的反應方程式為：
C6 H5- CH2 CH3 (g)C6 H5- CH=CH2 (g) +H2(g)    ΔH1
(1)向體積為VL的密閉容器中充入a mol乙苯，反應達到平衡狀態(tài)時，平衡體系組成（物質的量分數(shù)）與溫度的關系如圖所示：

由圖可知：在600℃時，平衡體系中苯乙烯的物質的量分數(shù)為25%，則：
① 氫氣的物質的量分數(shù)為          ；乙苯的物質的量分數(shù)為          ；
② 乙苯的平衡轉化率為          ；
③ 計算此溫度下該反應的平衡常數(shù)（請寫出計算過程）。
（2） 分析上述平衡體系組成與溫度的關系圖可知：△H1     0（填“＞、=或＜” ­)。
（3）已知某溫度下，當壓強為101.3kPa時，該反應中乙苯的平衡轉化率為30%；在相同溫度下，若反應體系中加入稀釋劑水蒸氣并保持體系總壓為101.3kPa，則乙苯的平衡轉化率     30%（填“＞、=、＜” ­)。
（4）已知：
3C2 H2 (g) C6 H6 (g)  ΔH2
C6 H6 (g)  + C2H4 (g)  C6 H5- CH2CH3 (g)      ΔH3
則反應3C2H2 (g)+ C2H4 (g)  C6 H5- CH=CH2 (g) +H2(g) 的ΔH=            。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

（16分）工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產，流程如下：

（1）工業(yè)生產時，制取氫氣的一個反應為：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。t℃時，往10L密閉容器中充入2mol CO和3mol水蒸氣。反應建立平衡后，體系中c(H2)=0.12mol·L-1。則該溫度下此反應的平衡常數(shù)K=    （填計算結果）。
（2）合成塔中發(fā)生反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。下表為不同溫度下該反應的平衡常數(shù)。由此可推知，表中T1   300℃（填“>”、“<”或“=”）。

T/℃
T1
300
T2
K
1.00×107
2.45×105
1.88×103
 
（3）氨氣在純氧中燃燒生成一種單質和水，科學家利用此原理，設計成“氨氣-氧氣”燃料電池，則通入氨氣的電極是         （填“正極”或“負極”）；堿性條件下，該電極發(fā)生反應的電極反應式為                      。
（4）用氨氣氧化可以生產硝酸，但尾氣中的NOx會污染空氣。目前科學家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮的氧化物還原為氮氣和水，反應機理為：
CH4(g)+4NO2(g)＝4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H= －574kJ·mol－1
CH4(g)+4NO(g)＝2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)   △H= －1160kJ·mol－1
則甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學方程式為                                       。
（5）某研究小組在實驗室以“Ag-ZSM-5”為催化劑，測得將NO轉化為N2的轉化率隨溫度變化情況如圖。據(jù)圖分析，若不使用CO，溫度超過775K，發(fā)現(xiàn)NO的轉化率降低，其可能的原因為                                   ；在n(NO)/n(CO)=1的條件下，應控制的最佳溫度在      左右。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

甲醇是一種可再生的優(yōu)質燃料，用途廣泛，研究其作用具有廣闊前景。
（1）已知在常溫常壓下，測得反應的反應熱如下：
① 2CH3OH(l)+ 3O2(g)  2CO2(g) +4H2O(g)  ?H1= －1275．6 kJ/mol
② 2CO(g) +O2(g)  2CO2(g)   ?H2=－566．0 kJ/mol
CH3OH不完全燃燒生成CO和氣態(tài)水的熱化學方程式是       。
（2）工業(yè)上生產甲醇的反應如下：CO2(g) + 3H2(g)  CH3OH(g)+ H2O(g)   ?H = －49 kJ/mol
在某溫度下，容積均為1 L的A、B兩個容器中，按不同方式投入反應物，保持恒溫恒容。容器B中經10 s后達到平衡。達到平衡時的有關數(shù)據(jù)如下表：

容器
 		A
 		B
 
反應物投入量
 		1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)
 		1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)
 
反應能量變化
 		放出αkJ熱量
 		吸收19．6 kJ熱量
 
 
①從反應開始至達到平衡時，容器B中CH3OH的平均反應速率為       。
②該溫度下，B容器中反應的化學平衡常數(shù)的數(shù)值為       。
③α＝       。
④下列措施能使容器A中甲醇的產率增大的是       。
a．升高溫度                b．將水蒸氣從體系分離
c．用更有效的催化劑        d．將容器的容積縮小一半
（3）我國科學院化學研究所在甲醇燃料電池技術方面獲得新突破，組裝出了自呼吸電池。甲醇燃料電池的工作原理如下圖所示。

① 該電池工作時，b口通入的物質為       。
② 該電池正極的電極反應式為       。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

碳是形成化合物種類最多的元素，其單質及化合物是人類生產生活的主要能源物質。
請回答下列問題：
(1)有機物M經過太陽光光照可轉化成N，轉化過程如下：
ΔH＝＋88.6 kJ·mol－1
則M、N相比，較穩(wěn)定的是               。
(2)已知CH3OH(l)的燃燒熱為238.6 kJ·mol－1，CH3OH(l)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)  ΔH＝－a kJ·mol－1，則a       238.6(填“＞”、“＜”或“＝”)。
(3)使Cl2和H2O(g)通過灼熱的炭層，生成HCl和CO2，當有1 mol Cl2參與反應時釋放出145 kJ熱量，寫出該反應的熱化學方程式：                       。
(4)火箭和導彈表面的薄層是耐高溫物質。將石墨、鋁粉和二氧化鈦按一定比例混合在高溫下煅燒，所得物質可作耐高溫材料，4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)=2Al2O3(s)＋3TiC(s)　ΔH＝－1 176 kJ·mol－1，則反應過程中，每轉移1 mol電子放出的熱量為         。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

把煤作為燃料可通過下列兩種途徑：
途徑I：  C(s)＋O2(g) = CO2(g)
途徑II：先制水煤氣： C(s) + H2O(g) =" CO(g)" + H2(g)
燃燒水煤氣：2 CO(g) + O2(g) = 2CO2(g)；
2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)
已知：①C(s)＋O2(g)=CO2(g)；△H1=－393.5 kJ·mol-1  
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)；△H2=－241.8kJ·mol-1
③CO(g)+ 1/2O2 (g) =CO2(g)；△H3=－283.0kJ·mol-1
請回答下列問題：
（1）CO(g) + H2O(g) = H2(g) + CO2(g) 是       （填“放熱反應”或“吸熱反應”）
（2）根據(jù)蓋斯定律，煤和氣態(tài)水生成水煤氣的反應熱△H=                    。
（3）根據(jù)兩種途徑，下列說法錯誤的是（   ）              

A．途徑II制水煤氣時增加能耗，故途徑II的做法不可取
B．與途徑I相比，途徑II可以減少對環(huán)境的污染
C．與途徑I相比，途徑II可以提高煤的燃燒效率
D．將煤轉化為水煤氣后，便于通過管道進行運輸

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

隨著大氣污染的日趨嚴重，國家擬于“十二五”期間，將二氧化硫(SO2)排放量減少8%，氮氧化物(NOx)排放量減少10%。目前，消除大氣污染有多種方法。
Ⅰ．處理NOx的一種方法是利用甲烷催化還原NOx。
CH4(g)+4NO2(g)＝4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1＝－574kJ·mol­－1
CH4(g)+4NO(g)＝2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)   △H2
CH4(g)+2NO2 (g)＝N2(g) + CO2(g)+2H2O(g)     △H3＝－867kJ·mol－1
則△H2＝                 。
Ⅱ．化石燃料的燃燒、含硫金屬礦石的冶煉和硫酸的生產過程中產生的SO2是大氣中SO2的主要來源。（1）將煤轉化為水煤氣是將煤轉化為潔凈燃料的方法之一，反應為   C(s) + H2O(g)＝ CO(g) + H2(g)，
該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K＝                    。 800℃時，將1molCO、3mol H2O、1mol H2充入容積為1L的容器中，發(fā)生反應：CO(g) + H2O(g)  CO2(g) + H2(g)，反應過程中各物質的濃度如右圖t1前所示變化。若保持溫度不變，t2時再向容器中充入CO、H2各1mol，平衡將     移動（填“向左”、 “向右”或“不”）。t2時，若改變反應條件，導致H2濃度發(fā)生如右圖t2后所示的變化，則改變的條件可能是       （填符號）。
a加入催化劑      b降低溫度     c縮小容器體積      d減少CO2的量

（2）碘循環(huán)工藝不僅能吸收SO2降低環(huán)境污染，同時又能制得氫氣，具體流程如下：

①用離子方程式表示反應器中發(fā)生的反應                        。
②用化學平衡移動的原理分析，在 HI分解反應中使用膜反應器分離出H2的目的是               。
Ⅲ．開發(fā)新能源是解決大氣污染的有效途徑之一。甲醇燃料電池(簡稱DMFC)由于結構簡單、能量轉化率高、對環(huán)境無污染,可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關注。DMFC工作原理如圖所示：

通入a氣體的電極是原電池的     （填“正”或“負”），
其電極反應式為                  。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

乙醇是一種可燃性液體，按一定比例混合的乙醇汽油是一種新型清潔車用燃料，某科研機構研究利用CO2合成乙醇的方法：
（i）2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔH1
原料氣氫氣
（ii）CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)   ΔH2
回答下列問題：
（1）使用乙醇汽油（汽油用戊烷代替）燃料時．氣缸工作時進行的反應較多，寫出燃燒產生有毒氣體CO、NO的所有反應的化學方程式：________________________。
（2）反應(i)中能夠提高氫氣轉化率的措施有____。

A．增大壓強 B．加催化劑 C．增大CO2的濃度 D．及時分離體系中的乙醇 
（3）利用CO合成乙醇是目前工業(yè)生產較為成熟的工藝。已知下列熱化學方程式：
（iii）CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)   ΔH3
寫出以CO(g)與H2(g)為原料合成乙醇的熱化學方程式：___________________（焓變用H1、H3表示）。
（4）反應(ii)中的甲烷和水蒸氣是在特定的催化劑表面上進行的，該反應在不同溫度下的化學平衡常數(shù)如下表：

由此推知反應(ii)的焓變H2________0（填“>”、“=”或“<”）。某溫度下，向容積為1 L的密閉容器中加入1 mol甲烷和1mol水蒸氣，經過5h反應達到平衡狀態(tài)，此時測得CH4的濃度變?yōu)?.5 mol/L。該溫度下，反應(ii)的平衡常數(shù)K=__________________，反應開始至達到平衡時氫氣的反應速率v(H2)=_________。
（5）機動車在改用乙醇汽油后，并不能減少氮氧化物的排放。使用合適的催化劑可使NO轉化為氮氣，實驗測得NO轉化為氮氣的轉化率隨溫度變化曲線如下圖所示：

由圖像可知，在沒有CO情況下，溫度超過775K，NO的轉化率減小，造成這種現(xiàn)象的原因可能是___________________________；在NO和CO物質的量之比為1：1的情況下，應控制的最佳溫度為__________________左右。

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