CH4、NH3、H2O、HF是第二周期的氢化物，也是生产生活中的重要物质。 (1...

CH4、NH3、H2O、HF是第二周期的氢化物，也是生产生活中的重要物质。

(1)在25 ℃、101 kPa时，16 g CH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是890.31 kJ，则CH4的燃烧热为________________。

(2) NH3和H2O中稳定性较高的是:___________，NH3和PH3中沸点较高的是:__________。

(3)如图所示组成闭合回路，其中，甲装置是由CH4、O2和CO2为反应物，稀土金属材料为电极，以熔融碳酸盐为电解质形成的原电池；乙装置中a、b为石墨，b极上有红色物质析出，CuSO4溶液的体积为200 mL。

①装置中气体A为________(填“CH4”或“O2和CO2”)，d极上的电极反应式为_______________________________________。

②乙装置中a极上的电极反应式为___________________。

若在a极产生112 mL(标准状况)气体，则甲装置中消耗CH4________mL(标准状况)，乙装置中所得溶液的pH＝________(忽略电解前后溶液体积变化)。

ΔH＝－890.31 kJ·mol－1 H2O NH3 CH4 O2＋4e－＋2CO2===2CO32- 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 56 1 【解析】（1）根据热化学方程式的书写方法进行书写；（2）根据元素周期律以及氢键的原理进行分析；（3）①根据电解池中b极析出铜，说明b为阴极，则c为负极，d为正极，电池中阴离子向负极移动，燃料电池中正极上氧气得电子生成碳酸根离子； ②a为阳极，阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，根据串联电路中转移的电子守恒分析计算。（1）16g甲烷的物质的量是1mol，16g CH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是890.31kJ，即1molCH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是890.31kJ，所以甲烷的燃烧热化学方程式为CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）ΔH＝－890.31 kJ·mol－1，故答案为：ΔH＝－890.31 kJ·mol－1 。（2）元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，非金属性O＞N，则氢化物的稳定性，NH3＜H2O；结构相似时，相对分子质量越大，分子间作用力越大，但氨气分子间还存在氢键，则NH3的沸点高于PH3；故答案为：H2O ，NH3。（3）①b电极上有红色物质生成，则b是阴极，所以a是阳极，c是负极、d是正极，通入甲烷的电极是负极，所以A是CH4、B是二氧化碳和氧气，d电极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为：O2＋4e－＋2CO2===2CO32-，故答案为：CH4 ，O2＋4e－＋2CO2===2CO32-。 ②a是阳极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O， a极上生成n（O2）=0.112L÷22.4L/mol=0.005mol，生成0.005mol氧气转移电子物质的量=0.005mol×4=0.02mol，根据转移电子相等计算消耗甲烷体=0.02mol/8×22.4L/mol=56mL；电池反应式为2Cu2++2H2O=4H++O2↑+2Cu，根据方程式知，n（H+）=4n（O2）=4×0.005mol=0.02mol，c（H+）=0.02mol/0.2L=0.1mol/L，则溶液的pH=1，故答案为：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，56 ，1。

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考点分析：

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（1）甲醇(CH3OH)是重要的溶剂和替代燃料，工业上用CO和H2在一定条件下制备CH3OH的反应为：CO(g)+2H2(g)= CH3OH(g)，在体积为1L的恒容密闭容器中，充入2 molCO和4molH2，一定条件下发生上述反应，测得CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①从反应开始至达到平衡，用氢气表示的平均反应速率υ(H2)=_______mol/(L·min)

②下列说法正确的是______(填字母序号)。

A．达到平衡时，CO的转化率为75%

B．5min后容器中混合气体的平均相对分子质量不再改变

C．达到平衡后，再充入氩气，反应速率减小

D．2min前υ(正)>υ(逆)，2min后υ(正)<υ(逆)

③该条件下反应的平衡常数K=______。

（2）已知：I．CO的燃烧热为△H=－283.0kJ·mol－1

II．H2O(1)=H2O (g) △H=+44.0 kJ·mol－1

III．2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+ H2O(g) △H=－15.5 kJ·mol－1

则①2CH3OH(g)+CO(g)+O2(g)CH3OCOOCH3(g)+ H2O( l) △H=_____。

②对于可逆反应2CH3OH(g)+CO(g)+ O2(g)CH3 OCOOCH3(g)+H2O(1)采取以下措施可以提高CH3OCOOCH3产率的是____(填字母)

A．降低体系的温度 B．压缩容器的体积

C．减少水量 D．选用适当的催化剂

（3）比亚迪双模电动汽车使用高铁电池供电。高铁电池的总反应为：3Zn(OH)+2Fe(OH)3+4KOH 3Zn+2K2 FeO4+8H2O，则充电时的阳极反应式为_______。

（4）若往20mL0.0lmol/L的弱酸HNO2溶液中逐滴加入一定浓度的烧碱溶液，测得混合溶液的温度变化如下图所示，下列有关说法正确的是______(填序号)。

①该烧碱溶液的浓度为0.02mol/L

②该烧碱溶液的浓度为0.01mol/L

③HNO2的电离平衡常数：b点>a点

④从b点到c点，混合溶液中一直存在：c(Na+)>c(NO2－)>c(OH－)>c(H+)

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如图是一些常见的单质、化合物之间的转化关系图，有些反应中的部分物质被略去。反应①常被应用于野外焊接钢轨，②是工业上重要的反应之一。

请回答下列问题：

（1）H的电子式是___，其中含有的化学键类型是___。

（2）写出反应④的现象：___，有关反应的化学方程式为___。

（3）已知I的燃烧热是-285.8kJ•mol-1，则1m3（标准状况）I完全燃烧，恢复至室温时放出的热量是__（计算结果保留3位有效数字）。

（4）25℃时，以Pt为电极电解含有少量酚酞的F的饱和溶液，则在___（填“阴”或“阳”）极附近溶液由无色变为红色，若在此极收集到0.2g气体，则此时溶液的pH是__（假设溶液的体积为2L且不考虑电解后溶液体积的变化）。

（5）在K溶液中加入与K等物质的量的Na2O2，恰好使K转化为N。写出该反应的离子方程式：___。

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下列关于化学反应的描述中正确的是

A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

B.已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H＝-57.3kJ/mol，则含40.0gNaOH的稀溶液与醋酸完全中和，放出57.3kJ的热量

C.CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol，则表示CO(g)的燃烧热的热方程式为2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H＝-283.0kJ/mol

D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H＝akJ/mol，2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H＝bkJ/mol，则b>a

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下列热化学方程式书写正确的是

A. 已知甲烷的燃烧热为890.3 kJ‧mol-1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ‧mol-1

B. 已知强酸和强碱的稀溶液反应的中和热为57.3 kJ‧mol-1，则CH3COOH＋OH—＝CH3COO—＋H2O ΔH＝－57.3 kJ‧mol-1

C. 一定条件下，将0.5mol N2和1.5mol H2置于密闭容器中，充分反应生成NH3(g)，放出热量19.3kJ，其热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－38.6 kJ‧mol-1

D. 已知1g N2H4(l)和足量H2O2(l)反应生成氮气和水蒸气，放出热量20.05kJ，该热化学方程式可表示为：N2H4(l)＋2H2O2(l)＝N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－641.6 kJ‧mol-1

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反应O2(g) +2H2(g) = 2H2O(l)过程中的能量变化如图所示，下列有关说法中正确的是（）

A.ΔH1 < 0

B.ΔH2为该反应的反应热

C.ΔH3为氢气的燃烧热

D.ΔH1= ΔH3－ΔH2

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试题属性

题型：综合题
难度：中等