放熱反應(yīng)在生產(chǎn)、生活中用途廣泛。
(1)已知25℃、101kPa時(shí),1g甲烷不完全燃燒生成CO和液態(tài)水時(shí)放出37.96kJ熱量,則1mol甲烷不完全燃燒的熱化學(xué)方程式為
CH4(g)+O2(g)=CO(g)+H2O(l)△H=-607.36kJ/mol
CH4(g)+O2(g)=CO(g)+H2O(l)△H=-607.36kJ/mol
。
(2)甲烷可以消除氮氧化物污染,發(fā)生的反應(yīng)為CH4+2NO2N2+CO2+2H2O,在體積固定的密閉容器中,每次實(shí)驗(yàn)均加入CH4和NO2,使c(CH4)=1.0mol?L-1、c(NO2)=2.0mol?L-1,在不同條件下進(jìn)行反應(yīng),測(cè)得c(CH4)隨時(shí)間的變化情況如下表:
實(shí)驗(yàn) 序號(hào) |
時(shí)間/min 濃度/(mol?L-1) 溫度/℃ |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
1 |
800 |
0.80 |
0.67 |
0.57 |
0.50 |
0.50 |
2 |
800 |
0.60 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
①實(shí)驗(yàn)1中,在10~20min內(nèi),v(NO
2)=
0.026mol/(L?min)
0.026mol/(L?min)
,40min時(shí)v(正)
等于
等于
v(逆)(填:“大于”、“小于”、“等于”)。
②0~20min內(nèi),實(shí)驗(yàn)2比實(shí)驗(yàn)1反應(yīng)速率快的原因可能是
實(shí)驗(yàn)2使用了催化劑
實(shí)驗(yàn)2使用了催化劑
。
(3)乙醇應(yīng)用于燃料電池,該電池采用可傳導(dǎo)O
2-的固體氧化物為電解質(zhì),其工作原理如題圖1所示。b極電極反應(yīng)式為
O2+4e-=2O2-
O2+4e-=2O2-
。
(4)乙醇在Cu作催化劑時(shí)與氧氣反應(yīng)的關(guān)系如題圖2,反應(yīng)②的化學(xué)方程式:
CH
3CH
2OH+CuO
CH
3CHO+Cu+H
2O
CH
3CH
2OH+CuO
CH
3CHO+Cu+H
2O
。
(5)硝酸銨在高溫或猛烈撞擊時(shí)易爆炸,放出大量的熱。NH
4NO
3高溫分解不可能生成N
2+NH
3+H
2O。理由是
硝酸銨中的氮元素有+5和-3,在高溫條件下,本身便會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的氧化還原反應(yīng),氮元素轉(zhuǎn)變成中間價(jià)態(tài),而所給產(chǎn)物氨氣中氮元素仍為-3價(jià),不符合氧化還原反應(yīng)的價(jià)態(tài)規(guī)律
硝酸銨中的氮元素有+5和-3,在高溫條件下,本身便會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的氧化還原反應(yīng),氮元素轉(zhuǎn)變成中間價(jià)態(tài),而所給產(chǎn)物氨氣中氮元素仍為-3價(jià),不符合氧化還原反應(yīng)的價(jià)態(tài)規(guī)律
。
【答案】CH
4(g)+O
2(g)=CO(g)+H
2O(l)△H=-607.36kJ/mol;0.026mol/(L?min);等于;實(shí)驗(yàn)2使用了催化劑;O
2+4e
-=2O
2-;CH
3CH
2OH+CuO
CH
3CHO+Cu+H
2O;硝酸銨中的氮元素有+5和-3,在高溫條件下,本身便會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的氧化還原反應(yīng),氮元素轉(zhuǎn)變成中間價(jià)態(tài),而所給產(chǎn)物氨氣中氮元素仍為-3價(jià),不符合氧化還原反應(yīng)的價(jià)態(tài)規(guī)律