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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷545
“神七”登天标志着我国的航天事业进入了新的篇章。
(1)火箭升空需要高能的燃料，经常是用N2O4和N2H4作为燃料，工业上利用N2和H2可以合成NH3，NH3又可以进一步制备联氨(N2H4)等。已知：
N2(g) + 2O2(g) =2NO2(g) △H =+67.7kJ·mol-1
N2H4(g) + O2(g) =N2(g) + 2H2O(g) △H = -534.0 kJ·mol-1
NO2(g)⇌1/2N2O4(g) △H = -26.35 kJ·mol-1
试写出气态联氨在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：______。
(2)下图是某空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用KOH为电解液，燃料电池放电时的负极反应为：______。如果某段时间内氢氧储罐中共收集到33.6L气体(已折算成标况)，则该段时间内水电解系统中转移电子的物质的量为______mol。

(3)在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO2，还要求提供充足的O2.某种电化学装置可实现如下转化：2CO2=2CO+O2，CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为：4OH--4e- = O2↑+2H2O，则阴极反应为：______。
有人提出，可以设计反应2CO=2C+O2(△H>0)来消除CO的污染。请你判断上述反应是否能自发进行？______，理由是：______。
2012·宁夏银川·三模
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知识点：盖斯定律与热化学方程式化学反应进行方向的判据原电池电极反应式书写电解池电极反应式及化学方程式的书写与判断 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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Ⅰ．火箭升空需要高能的燃料，通常用肼(N2H4)作为燃料，N2O4做氧化剂。
（1）已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H＝＋67.7kJ·mol－1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H＝－534.0kJ·mol－1
2NO2(g)N2O4(g) △H＝－52.7kJ·mol－1
试写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：____。
（2）工业上可用次氯酸钠与过量的氨反应制备肼，该反应的化学方程式为：____。
Ⅱ、（1）一定条件下，在2L密闭容器中起始投入2 mol NH3和4 mol O2发生反应：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0
测得平衡时数据如下：
平衡时物质的量(mol)n(NO)n(H2O)
温度T11.62.4
温度T21.21.8

① 在温度T1下，若经过10min反应达到平衡，则10min内反应的平均速率v(NH3)＝__________。
②温度T1和T2的大小关系是T1 _____T2(填“>”、 “<”或“＝”)。
（2）电解KOH溶液，如果某段时间内氢氧储罐中共收集到33.6L气体已折算成标况)，则该段时间内水电解系统中转移电子的物质的量为____mol。
（3）在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO2，还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化：2CO2=2CO+O2，CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为：=O2↑+2H2O，则阴极反应为________。有人提出，可以设计反应2CO=2C+O2(△H＞0)来消除CO的污染。请你判断上述反应是否能自发进行并说明理由_____________。
N2H4（联氨又称肼）一种重要的化工试剂，在生产和生活中有着重要的作用。
(1)实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为___________________。
(2)N2H4是火箭升空需要高能的燃料，工业上利用N2和H2可以合成联氨(N2H4)等。已知：
N2(g)+2O2(g)= N2O4 (l) △H=-19.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g) =2H2O(g) △H =-483.6 kJ·mol-1
2N2H4(1) +N2O4(l)= 3N2(g)+4H2O(g) △H = -1048.9 kJ·mol-1
写出N2和H2合成液态联氨(N2H4)的热化学方程式______________________________。火箭升空经常用联氨和N2O4反应作为火箭推进剂，其主要原因为______________________________。
(3)在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO2，还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化2CO2=2CO+O2，CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，则阴极的电极反应式为___________________。有人提出，可以设计反应2CO=2C+O2(△H >0)来消除CO的污染。请判断上述反应是否能自发进行并说明理由_____________________________。
I.我国即将建成自己的载人空间站。载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO2，还要求提供充足的O2。

(1)某种电化学装置可实现如下转化：2CO2=2CO+O2，CO可用作燃料。已知该反应的某极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，则另一极反应为：_______。
(2)有人提出，可以设计某温度下的反应：2CO=2C+O2(△H>O、△S<O)来消除CO的污染。请你判断该温度下上述反应是否能发生并说明理由是_______。
Ⅱ.大气固氮属于自然固氮，合成氨是目前人工固氮的主要方法。科学家一直致力“人工固氮”新方法的研究。
(1)有关大气固氮(以N2+O2 2NO为例)、人工固氮(以N2+3H2 2NH3为例)反应的平衡常数K的值如下表。
反应N2+O2 2NO N2+3H22NH3
温度/℃272000100400
K3.84×10-310.13.4×1092.0x104

下列说法正确的是_______。(填字母)
a.大气固氮与人工固氮都是放热反应
b.人类模拟大气固氮无现实意义
c.寻找在常温下合成氨的高效催化剂是目前人工固氮的新方向
d.在常温下，人工固氮非常容易进行
(2)已知：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H =-571.6 kJ·mol-1
据报道，在常温、常压、光照、催化剂的条件下，N2可以与水反应，则反应 N2(g)+3H2O(1)=2NH3(g)+O2(g)的△H =_______KJ·mol-1。
(3)某研究小组在673 K、30 MPa下，在体积为VL的密闭容器中进行反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，其n(H2)和n(NH3)随时间变化的关系如图所示。

①下列叙述正确的是_______。(填字母)
A.点a的正反应速率比点b的大
B.点c处反应达到化学平衡状态
C.若t3时由673 K升至773 K，则n(H2)将增大
②从开始到平衡时反应的平均速率(以H2的浓度变化表示)v(H2)=_______。
③若开始时n (N2)= n (H2)，则反应的平衡常数K=_______(用代数式表示)。

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