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(2012·海南)13.(8分)
氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用,回答下列问题: (1)氮元素原子的L层电子数为 ;
(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为 ; (3)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。 已知:①N2(g)+2O2(g)= N2O4 (1) △H1= -19.5kJ·mol ②N2H4 (1) + O2(g)= N2(g) + 2 H2O(g) △H2= -534.2kJ·mol 写出肼和N2O4 反应的热化学方程式 ;
(4)肼一空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式为 。
【答案】:(1)5;(2)2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O;(3)2N2H4(l)+ N2O4(l)=3 N2(g)+ 4H2O(g) △H=-1048.9kJ/mol;(4)N2H4+ 4OH-4e =4H2O +N2↑。
【解析】:(1)氮原子的L层是第二层,该层上的电子数为5;(2)根据题目给出的反应物和部分生成物,分析反应中的化合价变化,NH3转化为N2H4时化合价由-3升高到-2,故NaClO中的氯元素化合价只能下降到-1,可知产物中有NaCl,再结合元素守恒可知一定有水生成,故可表示为:2NH3+NaClO=N2H4+ NaCl +H2O;(3)分析题给方程式,可知由2×②-①得到要求的热化学方程式,故△H=2△H2-△H1,写出结果:2N2H4(l)+ N2O4(l)=3 N2(g)+ 4H2O(g)
---1-1
△H=-1048.9kJ /mol;(4)碱性电池中负极反应是还原反应,也就是还原剂失电子的反应,
结合电解质溶液为碱性条件,故写为:N2H4+ 4OH-4e =4H2O +N2↑。
(2012·北京)26. (12分)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HC1。利用反应A,可实现氯的循环利用。
反应A: 4HCl+O2
2Cl2+2H2O
--
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(1)已知:i 反应A中, 4mol HCI被氧化,放出115.6kJ的热量。
ii
①H2O的电子式是_______________.
②反应A的热化学方程式是_______________。
③断开1 mol H—O 键与断开 1 mol H—Cl 键所需能量相差约为__________kJ,H2O中 H—O 键比HCl中H—Cl键(填“强”或“弱”)_______________。
(2)对于反应A,下图是4种投料比[n(HCl):n(O2),分别为1:1、2:1、4:1、6:1]下,反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。
①曲线b对应的投料比是______________.
②当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时,对应的反应温度与投 料比的关系是_________________.
⑧投料比为2:1、温度为400℃时,平衡混合气中Cl2的物质的量分数是_______________.
【答案】:(1)
;4HCl(g)+O2(g)
2Cl2(g)+2H2O(g) △H= -
115.6 kJ/mol;32;强;(2)4:1;投料比越小时对应的温度越低;30.8%。
【解析】:(1)根据水分子的结构,其电子式为:
;反应A的热化学方程式
为:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) △H= - 115.6 kJ/mol;
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中H—Cl键强;(2)根据反应方程式:4HCl+O22Cl2+2H2O,氧气的投料比越高,
则HCl的转化率越高,故此曲线b对应的投料比为4:1;由于该反应正向放热,故温度越高,HCl的转化率越低,故投料比越小时温度越高;当投料比为2:1,温度为400℃时,HCl的转化率约为80%,此时为:
4HCl+O22Cl2+2H2O,
(2012·天津)7.(14分) )X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期,且原子序数依次增大。X、Z同主族,可形成离子化合物ZX;Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子。
请回答下列问题:
⑴ Y在元素周期表中的位置为________________。
⑵ 上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是_______________(写化学式),非金属气态氢化物还原性最强的是__________________(写化学式)。
⑶ Y、G的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的有___________(写出其中两种物质的化学式)。
⑷ X2M的燃烧热ΔH = -a kJ·mol ,写出X2M燃烧反应的热化学方程式: ______________________________________________________。
⑸ZX的电子式为___________;ZX与水反应放出气体的化学方程式为___________________________。
⑹ 熔融状态下,Z的单质和FeG2能组成可充电电池(装置示意图如下),反应原理为:
-1
2Z + FeG2 Fe + 2ZG
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放电时,电池的正极反应式为__________________________: 充电时,______________(写物质名称)电极接电源的负极; 该电池的电解质为___________________。
【答案】:(1)第二周期第VIA族;(2)HClO4;H2S;(3)Cl2、O3、ClO2(任写两种,其他合理答案均可);(4)H2S (g)+3/2O2(g) =SO2(g)+H2O(l) △H= - a kJ·mol;(5)Na[:H];NaH+H2O=NaOH+H2↑;(6)Fe+2e=Fe;钠;β-Al2O3。
【解析】:由于五种元素分属于三个短周期,且原子序数依次增大,X、Z
+
-2+
--1
充电时,金属钠所在的一极接电源负极;电解质为:β-Al2O3。
2011年高考化学试题分类汇编:化学反应中的能量变化
1.(2011上海)据报道,科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是
【答案】 B
【解析】分解水属于吸热反应,催化剂可以降低活化能。
2.(2011重庆)一定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合题图
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10 的是
A.CO2(g)+2NH3(g)B.CO2(g)+H2(g)C.CH3CH2OH (g)
CO(NH2)2(s)+H2O(g); △H<0 CO(g)+H2O(g); △H>0 CH2=CH2(g)+H2O(g); △H>0
2 C6H5CH=CH2(g)+2H2O(g); △H<0
D.2C6H5CH2CH3(g)+O2(g)【答案】A
【解析】左边图像是温度与时间的图像,在拐点之前可以判断斜率较大的T2对应的反应速率快,因此温度较高,即T2>T1,拐点之后,T2温度下达到平衡时,水蒸气的含量较少,因此确定升高温度,平衡逆向移动,即此反应正向为放热反应,排除B、C。右边图像为压强与时间的图像,拐点前可判断P1>P2,拐点后可判断增大压强平衡正向移动,确定此反应生成物的气体的物质的量之和小于反应物气体的物质的量之和,排除D。
3.(2011重庆) SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S-F键。已知:1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF-F 、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)+3F2(g)=SF6(g)的反应热△H为
A. -1780kJ/mol B. -1220 kJ/mol C.-450 kJ/mol D. +430 kJ/mol 【答案】B
【解析】根据题意可判断1molSF6中含有6molS—F键,1mol F2中含有1molF—F键,因此ΔH=280kJ/mol+160kJ/mol×3-330kJ/mol×6=-1220kJ//mol。
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