(15分)Ⅰ.施莱辛(Schlesinger)等人提出可用NaBH4与水反应制取氢气:BH4- + 2H2O ="=" BO2- + 4H2↑(反应实质为水电离出来的H+被还原)。研究表明,该反应生成H2的速率受外界条件影响,下表为pH和温度对NaBH4半衰期的影响(半衰期是指反应过程中,某物质的浓度降低到初始浓度一半时所需的时间)。
体系 pH |
不同温度下的半衰期(min) |
|||
0℃ |
25℃ |
50℃ |
75℃ |
|
8 |
4.32×100 |
6.19×10-1 |
8.64×10-2 |
1.22×10-2 |
10 |
4.32×102 |
6.19×101 |
8.64×100 |
1.22×100 |
12 |
4.32×104 |
6.19×103 |
8.64×102 |
1.22×102 |
14 |
4.32×106 |
6.19×105 |
8.64×104 |
1.22×104 |
(1)已知NaBH4与水反应后所得溶液显碱性,用离子方程式表示出溶液显碱性的原因 ,溶液中各离子浓度大小关系为 。
(2)从上表可知,温度对NaBH4与水反应速率产生怎样的影响? 。
(3)反应体系的pH为何会对NaBH4与水反应的反应速率产生影响? 。
Ⅱ.肼(N2H4)又称联氨,常温下是一种无色油状液体,沸点为113.5℃。肼和氧气在不同温度和催化剂条件下生成不同产物(如图)。
温度较低时主要反应①:N2H4 + O2 N2 + 2H2O
温度较高时主要反应②:N2H4 + 2O2 2NO + 2H2O
不考虑其他反应,完成下列填空:
(4)若反应①在250℃时的平衡常数为K1,350℃时的平常数为K2,
则K1 K2(填“>”、“<”或“=”)。
(5)反应于1100℃时达到平衡后,下列措施能使容器中增大的有 (填字母序号)。
A.恒容条件下,充入He气 B.增大容器体积
C.恒容条件下,充入N2H4 D.使用催化剂
(6)若将n mol肼和2n molO2充入某容积为n L的刚性容器中,在800℃和一定压强、合适催化剂的作用下,反应①和②同时达到平衡,实验测得N2的产率x,NO的产率为y,则该条件下反应②的平衡常数K= (用x、y的代数式表示,不必化简)。
(13分)科学家预言,燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径。一种乙醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂,在氢氧化钾溶液的电解液中直接加入纯化后的乙醇,同时向一个电极通入空气。回答下列问题:
(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式是_____________________________。
(2)此电极的正极发生的电极反应式是__________________________________;
负极发生的电极反应式________________________________。
(3)电解液中的K+离子向______极移动;向外电路释放电子的电极是_____极。
铅蓄电池是化学电源,其
电极材料分别是Pb和PbO2,电解质溶液为稀硫酸。工作时,该电池的总反应为PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,根据上述情况判断:
(1)蓄电池的负极是______,其电极反应式为______________________________。
(2)蓄电池的正极电极反应式为_________________________________。
(3)蓄电池工作时,其中电解质溶液的pH______(增大、减小、不变)。
已知:在298K、100kPa时,
①C(s,石墨)+O2(g) = CO2(g) △H1 = -400 kJ·mol-1;
②2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) △H2 = -570 kJ·mol-1;
③2C2H2(g)+5O2(g) = 4CO2(g)+ 2H2O(l) △H3 = -2600 kJ·mol-1;
写出298K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的热化学方程式。
同素异形体相互转化的反应热相当少而且转化速率较慢,有时还很不完全,测定反应热很困难,现在可根据盖斯定律进行计算。
已知:P4(固体.白磷)+5O2(气体)= P4O10(固体) △H=-2983.2kJ·mol-1 ①
P(固体.红磷)+5/4 O2(气体)=1/4 P4O10(固体) △H=-738.5kJ·mol-1 ②
由热化学方程式来看,更稳定的磷的同素异形体是。试写出白磷转化为红磷的热化学方程式。
已知C2H5OH(g)+3O2(g)==2CO2(g)+3H2O(g),△H1 kJ·mol-1; H2O(g)==H2O(1),△H2 kJ·mol-1; C2H5OH(g)==C2H5OH(1),△H3 kJ·mol-1,若使23 g C2H5OH(1)完全燃烧生成H2O(1),则放出的热量为