解题方法
1 . 回答下列问题:
(1)在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂(H2O2),当它们混合时,即产生大量的N2和水蒸气,并放出大量热。已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应,生成氮气和水蒸气,放出256kJ的热量。
①写出该反应的热化学方程式:_______ 。
②已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=44kJ·mol-1,则16g液态肼燃烧生成氮气和液态水时,放出的热量是_______ kJ。
③上述反应应用于火箭推进剂,除释放大量的热和快速产生大量气体外,还有一个很突出的优点是_______ 。
(2)如图所示,某研究性学习小组利用上述氧化还原反应原理设计一个肼(N2H4)-空气燃料电池(如图甲)并探究某些工业原理。
根据要求回答相关问题:
①甲装置中正极的电极反应式为_______ 。
②乙装置中Fe电极的电极反应式为_______ 。电解一段时间后,乙装置中的溶液呈_______ 性。
③图中用丙装置模拟工业中的_______ 原理,如果电解后丙装置精铜质量增加3.2g,则理论上甲装置中消耗肼的质量为_______ g。
(3)工业上利用N2和H2合成NH3,NH3又可以进一步制备肼(N2H4)等。由NH3制备N2H4的常用方法是NaClO氧化法,其离子反应方程式为_______ 。有学者探究用电解法制备,装置如图所示,试写出其阳极的电极反应式:_______ 。
(1)在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂(H2O2),当它们混合时,即产生大量的N2和水蒸气,并放出大量热。已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应,生成氮气和水蒸气,放出256kJ的热量。
①写出该反应的热化学方程式:
②已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=44kJ·mol-1,则16g液态肼燃烧生成氮气和液态水时,放出的热量是
③上述反应应用于火箭推进剂,除释放大量的热和快速产生大量气体外,还有一个很突出的优点是
(2)如图所示,某研究性学习小组利用上述氧化还原反应原理设计一个肼(N2H4)-空气燃料电池(如图甲)并探究某些工业原理。
根据要求回答相关问题:
①甲装置中正极的电极反应式为
②乙装置中Fe电极的电极反应式为
③图中用丙装置模拟工业中的
(3)工业上利用N2和H2合成NH3,NH3又可以进一步制备肼(N2H4)等。由NH3制备N2H4的常用方法是NaClO氧化法,其离子反应方程式为
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解题方法
2 . 科学家利用CO2和H2合成CH3OH有利于实现碳中和。主要反应有:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),ΔH1=-49.4kJ·mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),ΔH2
Ⅲ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),ΔH3=-90.6kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)ΔH2=_______ kJ·mol-1,反应Ⅲ在_______ (填“高温”或“低温”)易自发进行。
(2)若将反应I看成由反应Ⅱ和反应Ⅲ两步进行,反应Ⅱ为慢反应,画出由反应原料经两步生成产物的反应过程能量示意图_______ 。
(3)一定条件下,在体积为1L的密闭容器中发生反应Ⅰ,起始物n(H2)/n(CO2)=3,CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图1所示,3min内用H2浓度变化表示的反应速率_______ mol·L-1·min-1.若平衡时压强为P0,该反应条件的平衡常数Kp=_______ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(4)反应Ⅱ中,为提高H2的转化率,可采取的措施有_______ (任意答一条)。
(5)图2是以甲醇燃料电池为电源电解饱和食盐水,甲装置a电极反应式为_______ 。当甲装置中消耗11.2LO2(标准状况),理论上乙装置中通过导线的电子数目为_______ 。
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),ΔH1=-49.4kJ·mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),ΔH2
Ⅲ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),ΔH3=-90.6kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)ΔH2=
(2)若将反应I看成由反应Ⅱ和反应Ⅲ两步进行,反应Ⅱ为慢反应,画出由反应原料经两步生成产物的反应过程能量示意图
(3)一定条件下,在体积为1L的密闭容器中发生反应Ⅰ,起始物n(H2)/n(CO2)=3,CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图1所示,3min内用H2浓度变化表示的反应速率
(4)反应Ⅱ中,为提高H2的转化率,可采取的措施有
(5)图2是以甲醇燃料电池为电源电解饱和食盐水,甲装置a电极反应式为
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3 . 氨的用途十分广泛,是制造硝酸和氮肥的重要原料。
(1)工业合成氨中,合成塔中每产生,放出92.2kJ热量。
1mol N-H键断裂吸收的能量约等于___________ kJ
(2)一定条件下,在恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量和发生反应生成下列状态能说明反应达到平衡的是___________(填标号)。
(3)以氨为原料生产尿素的方程式为。
①为进一步提高的平衡转化率,下列措施能达到目的的是___________ (填标号)。
A.增大的浓度 B.增大压强 C.及时转移生成的尿素 D.使用更高效的催化剂
②尿素的合成分两步进行:
a.
b.
第一步反应速率快,可判断活化能较大的是___________ (填“第一步”或“第二步”)。
③某实验小组为了模拟工业上合成尿素,在恒温恒容的真空密闭容器中充入一定量的和发生反应:,反应过程中混合气体中的体积分数如下图所示。
实验测得体系平衡时的压强为10MPa,计算该反应的平衡常数___________ (已知:分压=总压×体积分数)。
(4)中国首个空间实验室——“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC),它是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。a、b、c、d均为Pt电极。
气体X为___________ ,A区pH___________ (填“变大”或“变小”或“不变”)图中右管中的通过隔膜向___________ 电极移动(填“c”或“d”),c是___________ 极,电极上的电极反应为___________ 。
(1)工业合成氨中,合成塔中每产生,放出92.2kJ热量。
1mol N-H键断裂吸收的能量约等于
(2)一定条件下,在恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量和发生反应生成下列状态能说明反应达到平衡的是___________(填标号)。
A.容器内压强不变 | B.的体积分数不变 |
C.气体的密度不再改变 | D. |
(3)以氨为原料生产尿素的方程式为。
①为进一步提高的平衡转化率,下列措施能达到目的的是
A.增大的浓度 B.增大压强 C.及时转移生成的尿素 D.使用更高效的催化剂
②尿素的合成分两步进行:
a.
b.
第一步反应速率快,可判断活化能较大的是
③某实验小组为了模拟工业上合成尿素,在恒温恒容的真空密闭容器中充入一定量的和发生反应:,反应过程中混合气体中的体积分数如下图所示。
实验测得体系平衡时的压强为10MPa,计算该反应的平衡常数
(4)中国首个空间实验室——“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC),它是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。a、b、c、d均为Pt电极。
气体X为
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4 . 电化学原理在电池制造、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
(1)若用如图1装置,依据反应Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+设计原电池,则电极X应为_____ (填化学式),石墨电极的电极反应式为_____ 。将石墨换成铁电极后,电池总反应变为_____ 。
(2)燃料电池必须从电池外部源源不断地向电池提供天然气、甲烷、煤气等含氢化合物作为燃料。基于甲烷(CH4)-空气燃料电池,其工作原理如图2,a、b均为惰性电极。a为_____ 极,正极的电极反应式为_____ 。当通入4.48L(标准状况下)甲烷气体时,测得电路中转移1.1mol电子,则甲烷的利用率为_____ 。(保留小数点后1位)。
(3)在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图3所示:
已知H2O在电极附近发生电极反应H2O+2e-=H2+O2-,则CO2发生的电极反应为_____ 。当H2和CO共生成2mol时,生成标准状况下O2的体积为_____ 。
(1)若用如图1装置,依据反应Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+设计原电池,则电极X应为
(2)燃料电池必须从电池外部源源不断地向电池提供天然气、甲烷、煤气等含氢化合物作为燃料。基于甲烷(CH4)-空气燃料电池,其工作原理如图2,a、b均为惰性电极。a为
(3)在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图3所示:
已知H2O在电极附近发生电极反应H2O+2e-=H2+O2-,则CO2发生的电极反应为
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2023-04-29更新
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236次组卷
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2卷引用:山东省菏泽市2022-2023学年高一下学期期中考试化学(A)试题
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解题方法
5 . 请回答下列问题:
(1)工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。
反应分两步:i.和生成;ii.分解生成尿素。
结合反应过程中能量变化示意图,合成尿素总反应的为___________ 。(用列式表示)
(2)根据表格计算___________ 。
(3)尿素燃料电池可直接去除城市废水中的尿素,既能产生净化水,又能发电。其装置如下图所示,正极反应为___________ 。
(4)近年研究发现,电催化和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液通至饱和,在电极上反应生成,电解原理如图所示。
①电极b是电解池的___________ 极。
②尿素分子中,C元素的价态为___________ 。电解过程中生成尿素的电极反应为___________ 。
(5)以石墨为阳极、铁为阴极电解含废水可用于去除。电解过程中各种含氮微粒的浓度、溶液的pH与时间的关系如图所示。
①0~1 min时,阴极发生的主要电极反应方程式为___________ 。
②若向废水中加入一定量的NaCl,则电解后的废水中几乎完全转化为,原因是___________ 。
(1)工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。
反应分两步:i.和生成;ii.分解生成尿素。
结合反应过程中能量变化示意图,合成尿素总反应的为
(2)根据表格计算
化学键 | ||||
键能() | 389 | 728 | 305 | 464 |
(3)尿素燃料电池可直接去除城市废水中的尿素,既能产生净化水,又能发电。其装置如下图所示,正极反应为
(4)近年研究发现,电催化和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液通至饱和,在电极上反应生成,电解原理如图所示。
①电极b是电解池的
②尿素分子中,C元素的价态为
(5)以石墨为阳极、铁为阴极电解含废水可用于去除。电解过程中各种含氮微粒的浓度、溶液的pH与时间的关系如图所示。
①0~1 min时,阴极发生的主要电极反应方程式为
②若向废水中加入一定量的NaCl,则电解后的废水中几乎完全转化为,原因是
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6 . 回答下列问题:
(1)已知:
则反应的=______ 。
(2)二十世纪初,工业上以和,为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步:
ⅰ.和生成;
ⅱ.分解生成尿素。
①合成尿素反应的热化学方程式为______ 。
②结合反应过程中能量变化示意图1,下列说法正确的是______ (填序号)。
a.活化能:反应ⅰ<反应ⅱ
b.ⅰ为放热反应,ⅱ为吸热反应
c.对总反应速率影响较大的是反应ⅰ
(3)某研究团队合成的低配位Cu在碱性条件下催化还原生成乙烯的电化学装置如图2所示。
①Y为电源的______ (填“正极”或“负极”)。
②电极A上的电极反应式为______ 。
③理论上电极A上消耗的与电极B上生成的的物质的量之比为______ 。
(4)以Al和为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,该电池保护地下铁管道不被腐蚀,铁管道应连接电池的______ 电极(填“Al”或“”),该电化学防护法称为______ 。
(1)已知:
则反应的=
(2)二十世纪初,工业上以和,为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步:
ⅰ.和生成;
ⅱ.分解生成尿素。
①合成尿素反应的热化学方程式为
②结合反应过程中能量变化示意图1,下列说法正确的是
a.活化能:反应ⅰ<反应ⅱ
b.ⅰ为放热反应,ⅱ为吸热反应
c.对总反应速率影响较大的是反应ⅰ
(3)某研究团队合成的低配位Cu在碱性条件下催化还原生成乙烯的电化学装置如图2所示。
①Y为电源的
②电极A上的电极反应式为
③理论上电极A上消耗的与电极B上生成的的物质的量之比为
(4)以Al和为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,该电池保护地下铁管道不被腐蚀,铁管道应连接电池的
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