(浙江选考)201X高考化学二轮增分优选练 加试题增分练 第30题 基本概念、基本理论的综合应用

第30题基本概念、基本理论的综合应用

1．2016年10月11日，神舟十一号飞船搭乘CZ—2F火箭成功发射。在重达495吨的起飞重量中，95%的都是化学推进剂。

(1)降冰片烯(C7H10)是一种重要的高密度液体燃料化学推进剂。已知：

燃料密度/g·cm－

3

体积热值/J·L－

1

降冰片烯 1.0 4.2×107

写出表示降冰片烯标准燃烧热的热化学方程式：_______________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)CH3OH和液氧是常用的液体火箭推进剂。

①已知：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(l) ΔH 1

2H2(g)＋O2(l)===2H2O(l) ΔH2

CH3OH(g)===CH3OH(l) ΔH3

2CH3OH(l)＋3O2(l)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH4

则ΔH4＝________(用ΔH1、ΔH2、ΔH3来表示)。

②某温度下，发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。在体积为2 L的密闭容器中加入1 mol CH3OH和1 mol H2O，第4 min达到平衡，容器内c(CO2)随时间的变化情况如图1所示，求此反应在该温度下的平衡常数____________。保持其他条件不变，在第5 min时向体系中再充入0.2 mol CO2和0.4 mol H2，第8 min重新达到平衡，此时c(H2)＝c(CH3OH)。请在图中画出5～9 min的c(CO2)变化曲线示意图。

(3)NH4NO3也是一种重要的固体推进剂，可通过电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图2所示，A电极的名称为________极，请写出在B电极上发生的电极反应式：

________________________________________________________________________。

答案 (1) C 7H 10(l)＋192

O 2(g)===7CO 2(g)＋5H 2O(l) ΔH ＝－3 948 kJ·mol －1 (2)①3ΔH 2－2ΔH 1－2ΔH 3 ②59.26

(3)阴 NO －3e －＋2H 2O===NO －3＋4H ＋

解析 (1)C 7H 10的摩尔质量为94 g·mol －1，故燃烧1 mol 降冰片烯标准燃烧热为ΔH ＝－(4.2×

107 J·L －1×94 g·mol －1÷1000 g·L －1)＝－3 948 kJ·mol －1，故热化学方程式为C 7H 10(l)＋192O 2(g)

===7CO 2(g)＋5H 2O(l) ΔH ＝－3 948 kJ·mol －1。

(2)已知：ⅰ、CO 2(g)＋3H 2(g)CH 3OH(g)＋H 2O(l) ΔH 1

ⅱ、2H 2(g)＋O 2(l)===2H 2O(l) ΔH 2

ⅲ、CH 3OH(g)===CH 3OH(l) ΔH 3

根据盖斯定律可知3×ⅱ－2×ⅰ－2×ⅲ即得到2CH 3OH(l)＋3O 2(l)===2CO 2(g)＋4H 2O(l)的ΔH 4＝3ΔH 2－2ΔH 1－2ΔH 3。

② CO 2(g)＋3H 2(g)CH 3OH(g)＋H 2O(g)

起始浓度/mol·L －1 0 0 0.5 0.5

变化浓度/mol·L －1 0.1 0.3 0.1 0.1

平衡浓度/mol·L －1 0.1 0.3 0.4 0.4

所以K ＝0.4×0.40.1×0.33

≈59.26；反应物浓度增大，使平衡不断向正反应方向进行，因此图像为

。

(3)由图可知，A极上NO生成NH＋4，发生还原反应，为电解池阴极；B极上NO生成NO－3，发生氧化反应，故电极反应方程式为：NO－3e－＋2H2O===NO－3＋4H＋。2．(2018·余姚中学高三选考模拟)氢气是一种理想的绿色能源。利用生物质发酵得到的乙醇制取氢气，具有良好的应用前景。乙醇水蒸气重整制氢的部分反应过程如下图所示：

已知：反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数随温度变化曲线如下图所示。

(1)①试说明反应Ⅰ能否发生自发反应：_______________________________________

________________________________________________________________________。

②反应Ⅰ、Ⅱ达平衡后，若在恒温恒压条件下，向体系中充入N2，CO的体积分数会________(填“上升”“不变”或“下降”)。

(2)反应Ⅱ，在进气比[n(CO)∶n(H2O)]不同时，测得相应的CO的平衡转化率见图1：

(各点对应的反应温度可能相同，也可能不同)

①图中D、E两点对应的反应温度分别为T D和T E。判断：T D________T E(填“<”“＝”或“>”)。

②经分析计算，A、E和G三点对应的反应温度相同，理由是____________________________ ________________________________________________________________________。

③在图2中，画出D点所对应温度下CO平衡转化率随进气比[n(CO)∶n(H2O)]变化的曲线。

④以熔融Na2CO3为电解质的乙醇燃料电池具有广泛的应用，写出其负极的电极反应方程式：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案(1)①反应ⅠCH3CH2OH(g)＋H2O(g)===2CO(g)＋4H2(g) ，ΔS>0，根据化学平衡常数与温度的关系可知ΔH>0 ，高温下可自发进行②上升

(2)①<②经计算，A、E、G三点平衡常数相同，故反应温度相同③(趋势正确，且必须穿过F、G之间)

④C2H5OH－12e－＋6CO2－3===8CO2＋3H2O

解析(1)①反应ⅠCH3CH2OH(g)＋H2O(g)===2CO(g)＋4H2(g) ，ΔS>0，根据化学平衡常数与温度的关系可知ΔH>0 ，高温下可自发进行。