Question

【題目】中科院大連化學(xué)物理研究所設(shè)計(jì)了一種新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能復(fù)合催化劑，成功實(shí)現(xiàn)了CO2直接加氫制取高辛烷值汽油，該研究成果被評價為“CO2催化轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的突破性進(jìn)展”。

(1)已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=－571.6kJ·mol-1

C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=－5518kJ·mol-1

則8CO2(g)+25H2(g)=C8H18(l)+16H2O(l) ΔH=___kJ·mol-1。

(2)氨硼烷(NH3BH3)是儲氫量最高的材料之一，氨硼烷還可作燃料電池，其工作原理如圖1所示。氨硼烷電池工作時正極的電極反應(yīng)式為__________。

(3)常見含硼的化合物有NaBH4、NaBO2，已知NaBH4溶于水生成NaBO2、H2，寫出其化學(xué)方程式_______。為NaBH4反應(yīng)的半衰期（反應(yīng)一半所需要的時間，單位為min）。lgt1/2隨pH和溫度的變化如圖2所示，則T1______T2（填“>”或“<”）。

(4)燃油汽車尾氣含有大量的NO，在活化后的V2O5催化作用下，氨氣將NO還原成N2的一種反應(yīng)歷程如圖3所示。

根據(jù)圖寫出總反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________。

Answer 1

【答案】-1627 2H++H2O2+2e-=2H2O NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑ < 4NO+4NH3+O24N2+6H2O

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律，將已知的熱化學(xué)方程式疊加，可得待求反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，即得反應(yīng)熱；

(2)氨硼烷(NH3BH3)電池工作時的總反應(yīng)為：NH3BH3+3H2O2═NH4BO2+4H2O，左側(cè)NH3BH3為負(fù)極、失電子、發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為NH3BH3+2H2O-6e-=NH4++BO2-+6H+，右側(cè)H2O2得到電子、發(fā)生還原反應(yīng)，所在電極為正極，電極反應(yīng)式為3H2O2+6H++6e-=6H2O，據(jù)此解答；

(3)NaBH4溶于水生成NaBO2、H2，結(jié)合溶液的pH與半衰期的關(guān)系判斷溫度的高低；

(4)用V2O5作催化劑，NH3可將NO還原成N2，結(jié)合反應(yīng)歷程圖可知反應(yīng)物還有氧氣，生成物為N2和H2O，配平即得反應(yīng)方程式。

(1)①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=－571.6kJ·mol-1

②C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=－5518kJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律①×-②，整理可得：8CO2(g)+25H2(g)=C8H18(l)+16H2O(l) △H=(-571.6 kJ/mol）×-(-5518kJ/mol)=-1627kJ/mol；

(2)氨硼烷(NH3BH3)電池工作時的總反應(yīng)為：NH3BH3+3H2O2═NH4BO2+4H2O，右側(cè)H2O2得到電子、發(fā)生還原反應(yīng)，所在電極為正極，電極反應(yīng)式為3H2O2+6H++6e-=6H2O；

(3)NaBH4可水解放出氫氣，反應(yīng)方程式為：NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑，在酸性條件下，NaBH4不能穩(wěn)定性存在，NaBH4和酸反應(yīng)生成硼酸和氫氣，反應(yīng)的離子方程式為：BH4-+H++3H2O=H3BO3+4H2↑。水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫促進(jìn)水解，使半衰期縮短，故T1<T2；

(4)用V2O5作催化劑，NH3可將NO還原成N2，結(jié)合反應(yīng)歷程圖可知反應(yīng)物還有氧氣，生成物為N2和H2O，配平即得反應(yīng)方程式為4NO+4NH3+O24N2+6H2O。