氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料.

氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料.

(1)氢气燃烧热值高.实验测得,在常温常压下,1g H2完全燃烧生成液态水,放出142.9kJ热量.则H2燃烧的热化学方程式为
H2(g)+[1/2]O2(g)=H2O(1)△H=-285.8kJ/mol
H2(g)+[1/2]O2(g)=H2O(1)△H=-285.8kJ/mol

(2)氢氧燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景.现用氢氧燃料电池进行如图1所示实验:
①氢氧燃料电池中,正极的电极反应式为______.
②如图1装置中,某一铜电极的质量减轻3.2g,则a极上消耗的O2在标准状况下的体积为______L.
(3)氢气是合成氨的重要原料,合成氨反应的热化学方程式如下:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol.
①当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量),反应速率与时间的关系如图2所示.图中t1时引起平衡移动的条件可能是______.其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是______.
②温度为T℃时,将2a mol H2和a mol N2放入0.5L密闭容器中,充分反应后测得N2的转化率为50%.则反应的平衡常数为
[4a2
无梦的夜 1年前 已收到1个回答 举报

monday13 幼苗

共回答了21个问题采纳率:90.5% 举报

解题思路:(1)根据热化学反应方程式的书写规则书写,注意不要漏写各物质的状态;
(2)①氢氧燃料电池正极发生还原反应;
②依据电子守恒建立关系式进行计算;
(3)根据图象分析影响平衡的因素;
②依据影响平衡的因素分析判断平衡移动,计算出平衡时各物质的浓度.

(1)1g氢气的物质的量是0.5mol,燃烧0.5mol氢气放出142.9kJ热量,所以燃烧1mol氢气放出285.8kJ热量,所以氢气的燃烧热化学反应方程式为:H2(g)+
1/2]O2(g)=H2O(1)△H=-285.8kJ/mol,
故答案为:H2(g)+[1/2]O2(g)=H2O(1)△H=-285.8kJ/mol;
(2)①氢氧燃料电池正极上氧气的电子发生还原反应生成OH-,电极反应式为:O2+2H20+4e-=4OH-,故答案为:O2+2H20+4e-=4OH-
②某一铜电极的质量减轻3.2g物质的量为0.05mol,电极反应为阳极发生氧化反应,Cu-2e-=Cu2+;则a极上是原电池的正极反应为:O2+2H20+4e-=4OH-,依据电子守恒得到:O2~2Cu,所以消耗的O2物质的量为0.025mol,在标准状况下的体积=0.025mol×22.4L/mol=0.56L,故答案为:0.56;
(3)N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,反应是放热反应,反应前后气体体积减小,
①依据反应速率与时间的关系图象分析,t1时正逆反应速率都增大,平衡正向移动,引起平衡移动的条件可能是增大压强;t1-t2平衡正向移动,t3-t4平衡逆向移动,t5-t6平衡不移动,所以表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是t2-t3,故答案为:增大压强;t2-t3
②若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,为保持恒压,体积增大,平衡向逆向进行;催化剂改变反应速率,不改变化学平衡,反应焓变不变;温度为T℃时,将2a mol H2和 a mol N2放入0.5L密闭容器中,充分反应后测得N2的转化率为50%.则反应的平衡常数可以列出三段式计算平衡浓度,依据平衡常数概念计算:
N2(g)+3H2(g)⇌2NH2(g)
开始(mol/L) 2a 4a 0
反应(mol/L) a3a2a
平衡(mol/L) aa 2a
所以化学平衡常数K=
(2a)2
a×a3=
4
a2,故答案为:
4
a2.

点评:
本题考点: 热化学方程式;常见化学电源的种类及其工作原理;化学反应速率与化学平衡图象的综合应用;化学平衡的计算.

考点点评: 本题考查了燃料电池的原理应用,热化学反应方程式的书写、影响化学反应速率的因素,图象分析,化学平衡三段式计算等知识点.

1年前

9
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 16 q. 0.041 s. - webmaster@yulucn.com