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高中 | 化学反应热的计算题目答案及解析如下,仅供参考!
选修四
第一章 化学反应与能量
第三节 化学反应热的计算
化学反应热的计算
近年来,随着汽车保有量的提高,机动车尾气排放问题越来越引起人们的重视,如何节能减排是汽车工业发展的重要因素,请回答下列问题。
已知物质的键能:
物质 | $\rm N_{2}$ | $\rm O_{2}$ | $\rm NO$ |
键能 | $\rm 946\;\rm kJ\cdot mol^{-1}$ | $\rm 498\;\rm kJ\cdot mol^{-1}$ | $\rm 632\;\rm kJ\cdot mol^{-1}$ |
汽车内燃机工作时引发反应:$\rm N_{2}(g)+O_{2}(g)=2NO(g)$,是导致汽车尾气中含有$\rm NO$的原因之一、该反应是 反应$\rm ($填“放热”或“吸热”$\rm )$;汽车尾气中的$\rm NO$与$\rm CO$理论上可以转换成无害物质排出,写出这步反应的化学方程式 。
吸热;$\\rm 2NO+2CO=N_{2}+2CO_{2}$
"]]根据表中键能数据可知:$\rm N_{2}(g)+O_{2}(g)=2NO(g)$的反应热$\rm =$反应物的键能$\rm -$生成物的键能$\rm =946\;\rm kJ\cdot mol^{-1}+498\;\rm kJ\cdot mol^{-1}-2\times \rm 632\;\rm kJ\cdot mol^{-1}=+180$ $\rm kJ\cdot mol^{-1}$,所以该反应放热;汽车尾气中的$\rm NO$与$\rm CO$理论上可以转换成无害物质氮气和二氧化碳,其化学方程式为:$\rm 2NO+2CO=N_{2}+2CO_{2}$。
铅蓄电池是最早使用的充电电池。目前汽车上使用的电瓶大多数仍是铅蓄电池,其电池反应为:$\rm Pb+PbO_{2}+2H_{2}SO_{4}\underset{充电}{\overset{放电}{\mathop{\rightleftharpoons }}} 2PbSO_{4}+2H_{2}O$,请回答下列问题:负极材料是 ,正极的电极反应式 ,当电路中转移$\rm 0.2\;\rm mol$电子时,负极材料增重 $\rm g$。
$\\rm Pb$;$\\rm PbO_{2}+2e^{-}+SO_{4}^{2-}\\rm +4H^{+}=PbSO_{4}+2H_{2}O$;$\\rm 9.6$
"]]根据电池总反应为:$\rm Pb+PbO_{2}+2H_{2}SO_{4}\underset{ {充电}}{\overset{放电 {}}{\mathop{\rightleftharpoons }}} 2PbSO_{4}+2H_{2}O$可知,电极的负极材料为$\rm Pb$,正极材料为$\rm PbO_{2}$,$\rm PbO_{2}$得电子转化为硫酸铅,其电极反应式为:$\rm PbO_{2}+2e^{-}+SO_{4}^{2-}\rm +4H^{+}=PbSO_{4}+2H_{2}O$;负极$\rm Pb$转化为硫酸铅,关系式为:$\rm Pb\sim \rm PbSO_{4}\sim 2e^{-}$,当电路中转移$\rm 0.2\;\rm mol$电子时,负极材料增重$\dfrac{ {0} {.2\;\rm mol}}{2}\times {96\;\rm g/mol}\rm =9.6\;\rm g$。
燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂$\rm ($如$\rm O_{2})$反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计如图为$\rm CH_{4}$燃料电池示意图,工作时电子流向如图所示。
写出电极$\rm A$的电极方程式 ,电极$\rm A$附近$\rm pH$如何变化 ?$\rm ($填“变大”或“变小”$\rm )$。
$\\rm CH_{4}-8e^{-}+10OH^{-}=CO_{\\text{3}}^{\\text{2}-}\\rm +7H_{2}O$;减小
"]]根据电子转移的方向可知,电极$\rm A$为燃料电池的负极,通入的是甲烷,电极$\rm B$为燃料电极的正极,通入的是氧气,碱性条件下,电极$\rm A$的电极方程式为:$\rm CH_{4}-8e^{-}+10OH^{-}=CO_{\text{3}}^{\text{2}-}\rm +7H_{2}O$,所以电极$\rm A$附近消耗氢氧根离子,其碱性会减弱,$\rm pH$为减小。
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