Question

【題目】2016年10月11日，神舟十一號飛船搭乘CZ﹣2F火箭成功發射。在重達495 噸的起飛重量中，95%的都是化學推進劑。

（1）降冰片烯（C7H10）是一種重要的高密度液體燃料化學推進劑。已知：

燃料	密度（gcm－3）	體積熱值（JL－1）
降冰片烯	1.0	4.2×107

寫出表示降冰片烯標準燃燒熱的熱化學方程式：_____。

（2）CH3OH和液氧是常用的液體火箭推進劑。

①已知：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（l）△H1

2H2（g）+O2（l）＝2H2O（l）△H2

CH3OH（g）＝CH3OH（l）△H3

2CH3OH（l）+3O2（l）＝2CO2（g）+4H2O（l）△H4

則△H4=_____（用△H1、△H2、△H3來表示）。

②某溫度下，發生反應CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）。在體積為2L的密閉容器中加入1mol CH3OH和1mol H2O，第4min達到平衡，容器內c（CO2）隨時間的變化情況如圖1所示，求此反應在該溫度下的平衡常數_____。保持其它條件不變，在第5min時向體系中再充入0.2mol CO2和0.4mol H2，第8min重新達到平衡，此時c（H2）=c（CH3OH）。請在圖中畫出5到9min的c（CO2）變化曲線示意圖。

（3）NH4NO3也是一種重要的固體推進劑，可通過電解NO制備NH4NO3，其工作原理如圖2所示，A電極的名稱為_____極，請寫出在B電極上發生的電極反應式：_____。

Answer 1

【答案】 C7H10（l）+9.5O2（g）=7CO2（g）+5H2O（l）△H=-3948kJ/mol 3△H2－2△H1－2△H3 59.26 NO－3e－+2H2O=NO3－+4H+

【解析】（1）C7H10的摩爾質量為94g/mol，故燃燒1mol降冰片烯標準燃燒熱為△H=－(4.2×107J/L×94g/mol÷1000g/L)=－3948kJ/mol，故熱化學方程式為C7H10（l）+9.5O2（g）=7CO2（g）+5H2O（l）①△H=－3948kJ/mol；（2）已知：

ⅰ、CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（l）△H1

ⅱ、2H2（g）+O2（l）═2H2O（l）△H2

ⅲ、CH3OH（g）═CH3OH（l）△H3

根據蓋斯定律可知3×ⅱ﹣2×ⅰ﹣2×ⅲ即得到2CH3OH（l）+3O2（l）═2CO2（g）+4H2O（l）的△H4=3△H2﹣2△H1﹣2△H3；

② CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）

起始濃度（mol/L）0 0 0.5 0.5

變化濃度（mol/L）0.1 0.3 0.1 0.1

平衡濃度（mol/L）0.1 0.3 0.4 0.4

所以k=0.4×0.4/0.2×0.33=59.26；反應物濃度增大，使平衡不斷向正反應方向進行，因此圖像為；（3）由圖可知，A極上NO生成NH4+，發生還原反應，為電解池陰極；B極上NO生成NO3﹣，發生氧化反應，故電極反應方程式為NO－3e－+2H2O=NO3－+4H+。