北京时间2013年12月2日凌晨1时30分，我国的“嫦娥三号”月球探测器在西昌卫星发射中心发射升空,发射“嫦娥三号”月球探测器的火箭推进器中装有还原剂肼(N2H - 高中化学试题 - 超级试练试题库

题目

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北京时间2013年12月2日凌晨1时30分，我国的“嫦娥三号”月球探测器在西昌卫星发射中心发射升空,发射“嫦娥三号”月球探测器的火箭推进器中装有还原剂肼(N₂H₄)和氧化剂N₂O₄，当它们混合时，即产生大量的氮气和水蒸气，并放出大量的热。已知0.4 mol气态肼和足量N₂O₄气体反应生成氮气和水蒸气时放出219.3 kJ的热量。
（1）写出肼和N₂O₄反应的热化学方程式：                                             ；
（2）已知H₂O(l)＝H₂O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol^－1，则16 g气态肼与足量N₂O₄气体反应生成氮气和液态水时，放出的热量是                        ；
（3）肼除应用于火箭燃料外，还可作为燃料电池的燃料，由肼和空气构成的碱性燃料电池的负极反应式为：                                 ，正极反应式为：                                  ；
（4）向次氯酸钠溶液中通入一定物质的量的氨气可生成肼，写出反应的离子方程式：                。

答案

（1）2N₂H₄(g)＋N₂O₄(g) ＝ 3N₂(g)＋4H₂O(g)　ΔH＝－1096.5kJ·mol^－¹（热化学方程式和反应热各1分）
（2）318.1 kJ（未写单位不得分）
（3）N₂H₄-4e^－+4OH^－＝ N₂+4H₂O O₂+4e^－+2H₂O ＝ 4OH^－
（4）2NH₃＋ClO^－＝ N₂H₄＋Cl^－＋H₂O

解析

试题分析：（1）已知0.4 mol气态肼和足量N₂O₄气体反应生成氮气和水蒸气时放出219.3 kJ的热量。则2mol液态肼放出的热量为219.3 kJ×5=1096.5 kJ
所以反应的热化学方程式为：2N₂H₄(g)＋N₂O₄(g) ＝ 3N₂(g)＋4H₂O(g)　 ΔH＝－1096.5kJ·mol^－¹
（2）已知H₂O(l)＝H₂O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol^－1
所以有反应的热化学方程式为：2N₂H₄(g)＋N₂O₄(g) ＝ 3N₂(g)＋4H₂O(l)　 ΔH＝－1272.5kJ·mol^－¹
16 g气态肼的物质的量="16g/32g/mol=0.5mol," 放出的热量Q=1272.5 kJ /4="318.1" kJ
（3）由肼和空气构成的碱性燃料电池的负极反应式为：N₂H₄-4e^－+4OH^－＝ N₂+4H₂O 正极反应式为：O₂+4e^－+2H₂O ＝ 4OH^－
（4）向次氯酸钠溶液中通入一定物质的量的氨气可生成肼, 次氯酸钠是氧化剂，被还原为氯化钠，氨气做还原剂，被氧化为肼。2NH₃＋ClO^－＝ N₂H₄＋Cl^－＋H₂O

核心考点

试题【北京时间2013年12月2日凌晨1时30分，我国的“嫦娥三号”月球探测器在西昌卫星发射中心发射升空,发射“嫦娥三号”月球探测器的火箭推进器中装有还原剂肼(N2H】；主要考察你对焓变、反应热等知识点的理解。[详细]

举一反三

工业制氢气的一个重要反应是：

已知在25℃时：

则2 5℃时1 mol CO与水蒸气作用转化为氢气和二氧化碳反应△H为：

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甲醇是一种重要的化工原料。甲醇与水蒸气催化重整可获得清洁能源，具有广泛的应用前景。现有如下实验，在体积为1 L的密闭容器中，充入1mol CH₃OH和1molH₂O，一定条件下发生反应：CH₃OH (g)+ H₂O (g)

CO₂(g) +3 H₂(g)，测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如下表所示。

时间物质	0 min	10 min	30 min	60 min	70 min
CO₂(mol/L)	0	0.2	0.6	0.8	0.8
CH₃OH(mol/L)	1.0	0.8	0.4	0.2	0.2

①已知：CH₃OH (g)+

O₂ (g)

CO₂(g) + 2H₂(g) H₁= —192.9kJ/mol
H₂(g)+

O₂ (g)

H₂O(g) H₂= —120.9kJ/mol
则甲醇与水蒸气催化重整反应的焓变△H₃=_____                    。
②10~30 min内，氢气的平均反应速率v(H₂)＝___________mol/(L·min)。
③该反应的平衡常数表达式为K=__________________。
④下列措施中能使平衡时n(CH₃OH)／n(CO₂)减小的是(双选)___________。
A．加入催化剂               B．恒容充入He(g)，使体系压强增大
C．将H₂(g)从体系中分离     D．再充入1molH₂O
（2）甲醇在催化剂条件下可以直接氧化成甲酸。
①在常温下，用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定20. 00 mL 0.1000 mol/L 甲酸溶液过程中，当混合液的pH=7时，所消耗的V(NaOH)___(填“＜”或“＞”或“＝”) 20. 00 mL。
②在上述滴定操作中，若将甲酸换成盐酸，请在图中的相应位置画出相应的滴定曲线。(1滴溶液约0.04mL)

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（1）已知： C(s)+O₂(g)=CO₂(g) ΔH₁＝－393.5 kJ/mol
C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g) ΔH₂＝＋131.3 kJ/mol
则反应CO(g)+H₂(g) +O₂(g)= H₂O(g)+CO₂(g)，ΔH= ____ ___kJ/mol。
（2）在一恒容的密闭容器中，由CO和H₂合成甲醇：CO(g)+2H₂(g)

CH₃OH(g) ΔH
①下列情形不能说明该反应已达到平衡状态的是_______（填序号）。
A．每消耗1 mol CO的同时生成2molH₂
B．混合气体总物质的量不变
C．生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等
D．CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化
②CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如图所示。A、B两点的平衡常数K(A)_______K(B)（填“＞”、“=”或“＜”,下同）；由图判断ΔH _____0。

③某温度下，将2.0 mol CO和6.0 molH₂充入2 L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c(CO)="0.25" mol/L，则CO的转化率= ，此温度下的平衡常数K= （保留二位有效数字）。
（3）工作温度650℃的熔融盐燃料电池，用煤炭气（CO、H₂）作负极反应物，空气与CO₂的混合气体为正极反应物，催化剂镍作电极，用一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔点混合物作电解质。负极的电极反应式为：CO+H₂－4e^-+2CO₃^2-=3CO₂+H₂O；则该电池的正极反应式为。

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氯化铁是一种重要的化工原料，无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成FeCl₃·nH₂O。
（1）实验室用如下装置（部分加热、夹持等装置已略去）制备无水氯化铁固体。

①装置A中仪器z的名称是___________。
②简述检验装置A气密性的操作：______________________。
③按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→_________ →__________ →_________ →__________→b→c→_________→__________，装置D的作用是______________________。
（2）工业上制备无水氯化铁的一种工艺流程如下：

①吸收塔中发生反应的离子方程式为_________________________________________。
②简述由FeCl₃·6H₂O晶体得到无水氯化铁的操作：________________________________。
③用碘量法测定所得无水氯化铁的质量分数：称取m克无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，再转移到100 mL容量瓶中，用蒸馏水定容；取出10 mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入指示剂_________（填试剂名称），用c mol/L的Na₂S₂O₃溶液进行滴定，终点时消耗V mLNa₂S₂O₃溶液（已知：I₂＋2S₂O₃²^－＝2I^－＋S₄O₆²^－）。则样品中氯化铁的质量分数为____________。
（3）若已知：
Fe(OH)₃(aq)

Fe³^＋(aq)＋3OH^－(aq) △H＝a kJ/mol
H₂O(l)

H^＋(aq)＋OH^－(aq) △H＝b kJ/mol
请写出Fe³^＋发生水解反应的热化学方程式________________________________________。

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运用化学反应原理研究NH₃的性质具有重要意义。请回答下列问题：
（1）氨气、空气可以构成燃料电池．其电池反应原理为4NH₃＋3O₂=2N₂＋6H₂O。则电解质溶液应该显             （填“酸性”“中性”或“碱性”）．正极的电极反应式为           。
（2）25℃时．将amol·L^—1的氨水与0.1mol·L^—1的盐酸等体积混合。
①当溶液中离子浓度关系满足c(NH₄⁺)>c(Cl^-)）时．则反应的情况可能为          。
A．盐酸不足．氨水剩余   B．氨水与盐酸恰好完全反应    C．盐酸过量
②当溶液中c(NH₄⁺)=c(Cl^-)）时．用含“a”的代数式表示NH₃·H₂O的电离平衡常数Kb=______________.
（3）在0.5L恒容密闭容器中，一定量的N₂与H₂进行反应：N₂(g)＋3H₂(g)

2NH₃(g) ∆H=bkJ/mol，其化学平衡常数K与温度的关系如下：

温度/℃	200	300	400
K	1.0	0.86	0.5

①写出该反应的化学平衡常数的表达式：__________，b________（填“大于”“小于”或“等于”）0
②400℃时，测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量分别为3mol、2mol、1mol时，此时刻该反应的v_正（N₂）_________（填“大于”“小于”或“等于”）v_逆（N₂）.
（4）已知：①4NH₃(g)＋3O₂(g)=2N₂(g)＋6H₂O(g) ∆H="-1266.8KJ/mol" ；②N₂(g)＋O₂(g)=2NO(g) ∆H=+180.5KJ/mol，写出氨高温催化氧化的热化学方程式：。

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