【配套K12】高考化学二轮复习 全国卷近5年模拟试题分考点汇编 化学能与热能(含解析)
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化学能与热能
1、如图,以下图说法正确的是()
A.该图表明催化剂可以改变反应的热效应
B.该图表示某反应能量的变化与生成物状态无关
C.该图表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
D.该图表明化学反应不仅遵循质量守恒定律,也遵循能量守恒
【答案】D
【解析】A.由图可知,加入催化剂降低反应的活化能,但反应热不变,故A错误;
B.物质的聚集状态不同,能量不变,该图不能证明反应的能量变化与生成物的状态的关系,故B错误;
C.由图象可知,反应物总能量大于生成物总能量,正反应为放热反应,故C错误;
D.化学反应一定遵循质量守恒定律,反应物总能量大于生成物总能量,正反应放热,遵循能量守恒,故D正确.
故选D.
2、物质A在一定条件下可发生一系列转化,由右图判断下列关系错误的是
A.A→F,△H= —△H 6
B.△H1+△H 2+△H 3+△H 4+△H 5+△H 6=1
C.C→F,│△H│=△H 1+△H 2+△H 6
D.│△H 1+△H 2+△H 3│=│△H4+△H5+△H6│
【答案】B
3、右图是298K、101kPa时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。
下列叙述正确的是()
A.该反应的热化学方程式为:
B.a曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
C.加入催化剂,该化学反应的反应热改变
D.在温度、体积一定的条件下,通入1molN2和3molH2反应后放出的热量为Q1kJ,若通入2molN2和6molH2反应后放出的热量为Q2kJ,则184kJ·mol-1>Q2>2Q1
【答案】D
4、右图是设计的一种航天器能量储存系统原理示意图。
它是利用太阳能和物质间的物质变化和能量转换实现循环使用。
下列说法正确的是()
A.二氧化硅是太阳能电池的光电转换材料
B.装置X中阳极反应式:Br2+2e-2Br―
C.装置Y中正极反应式为:Br2+2e-2Br―
D.有了这套装置后就不用考虑节能减排了
【答案】C
5、CH4、H2、C都是优质的能源物质,它们燃烧的热化学方程式为:
①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1,
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,
③C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1。
(1)在深海中存在一种甲烷细菌,它们依靠酶使甲烷与O2作用产生的能量存活,甲烷细菌使1 mol甲烷生成CO2气体与液态水,放出的能量________(填“>”“<”或“=”)890.3 kJ。
(2)甲烷与CO2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气):CH4+CO2===2CO+2H2,1 g CH4完全反应可释放15.46 kJ的热量,则:
①图4-3能表示该反应过程中能量变化的是________(填字母)。
图4-3
图4-4
②若将物质的量均为1 mol的CH4与CO2充入某恒容密闭容器中,体系放出的热量随着时间
的变化如图4-4所示,则CH4的转化率为________。
(3)C(s)与H2(g)不反应,所以C(s)+2H2(g)===CH4(g)的反应热无法直接测量,但通过上述反应可求出,C(s)+2H2(g)===CH4(g)的反应热ΔH=________。
(4)目前对于上述三种物质的研究是燃料研究的重点,下列关于上述三种物质的研究方向中可行的是________(填字母)。
A.寻找优质催化剂,使CO2与H2O反应生成CH4与O2,并放出热量
B.寻找优质催化剂,在常温常压下使CO2分解生成碳与O2
C.寻找优质催化剂,利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气(CO、H2) D.将固态碳合成为C60,以C60作为燃料
【答案】(1)=(2)①D ②63%(3)-74.8 kJ·mol-1(4)C
【解析】(1)给定反应的反应热只取决于反应物和生成物的多少和状态,与中间过程无关,故甲烷细菌使1 mol甲烷生成CO2气体与液态水,放出的能量仍等于890.3 kJ。
(2)①1 g CH4完全反应释放15.46 kJ的热量,则1 mol CH4完全反应放出热量为247.36 kJ,
故D图符合题意;②CH4的转化率=155.8 kJ
247.36 kJ
×100%≈63%。
(3)②+③-①即得C(s)+2H2(g)===CH4(g) ΔH=-74.8 kJ·mol-1。
(4)已知CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1,则CO2与H2O反应生成CH4与O2的反应吸热,故A项不正确;使CO2分解生成碳与O2的反应为吸热反应,常温下不能发生,故B项不正确;利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气(CO、H2)是合理的,C项正确;将固态碳合成为C60,以C60作为燃料,极不经济合算,故D项不正确。
6、氯原子对O3分解有催化作用:O3+Cl===ClO+O2ΔH1,ClO+O===Cl+O2ΔH2。
大气臭氧层的分解反应:O3+O===2O2ΔH,该反应的能量变化示意图如图所示,下列叙述中正确的是( )
A.反应O3+O===2O2的ΔH=E1-E3
B.反应O3+O===2O2的ΔH=E2-E3
C.O3+O===2O2是吸热反应
D.ΔH=ΔH1+ΔH2
【答案】D
【解析】从能量关系图来看,ΔH=E3-E2,故A、B项错;从图中还可以看出反应物的总能量大于生成物的总能量,因此该反应是一个放热反应,故C项错。
7、下列说法中,正确的是()
①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应;②放热反应在常温下一定很容易发生;③一个化学反应是放热反应还是吸热反应,必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小;④有的吸热反应在常温下也能发生。
A.①② B.③④ C.②③④ D.①②③④
【答案】B
8、下列说法正确的是( )
A.焓变等于反应物的总能量减去生成物的总能量
B.焓变等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和
C.断裂化学键是放热过程
D.形成新的化学键是吸热过程
【答案】B
【解析】焓变等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和;打开旧键需要吸热,生成新键则是放热
9、下列说法正确的是( )
A.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同
B.铅蓄电池放电时的负极和充电时的阴极均发生还原反应
C.已知:H2(g)+I2(g) 2HI(g);ΔH=-9.48 kJ/mol,若将254 g I2(g)和2 g H2(g)充分反应可放出9.48 kJ的热量
D.已知在101 kPa时,2 g碳燃烧生成CO放出热量为Q kJ,则碳的燃烧热为6Q kJ·mol-1
【答案】A
【解析】反应热与反应条件无关,A正确。
铅蓄电池放电时的正极和充电时的阴极均发生还原反应,B错误。
选项C中是可逆反应,所以254 g I2(g)和2 g H2(g)充分反应放出的热量小于9.48 kJ,C不正确。
燃烧热是指在一定条件下,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的能量,因此D不正确。
10、有A、B、C三块金属片,进行如下实验,①A、B用导线相连后,同时插入稀H2SO4中,A极为负极;②A、C相连后,同时浸入稀H2SO4,C极发生氧化反应。
则三种金属的活动性顺序为()
A.A>C>B B.B>C>A C.C>A>B D.A>B>C
【答案】C
试题分析:①A、B用导线相连后,同时插入稀H2SO4中,A极为负极;则金属活动性A>B;
②A、C相连后,同时浸入稀H2SO4,C极发生氧化反应,则金属活动性C>A.因此三种金属的活动性顺序是C>A>B.因此选项是C。
11、处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法,是将其在催化剂作用下转化为单质S。
已知:CO(g)+1
2O2(g) CO2(g) ?H=-283.0 kJ/mol ①
S(g)+ O2(g) SO2(g) ?H=-296.0 kJ/mol ②
下列说法不正确的是( )
A.两个反应均为氧化还原反应
B.CO2与SO2可以用澄清石灰水鉴别
C.CO2分子中各原子最外层均为8电子稳定结构
D.相同条件下:2CO(g)+SO2(g) S(g)+2CO2 (g) ?H=-270kJ/mol 【答案】B
【解析】
12、下列中的反应既属于氧化还原反应,又是吸热反应的是()
A.锌粒与稀硫酸的反应B.灼热的木炭与CO2反应
C.甲烷在氧气中的燃烧反应D.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
【答案】B
【解析】试题分析:A、C是氧化还原反应,但是放热反应;D是吸热反应,但不是氧化还原反应,答案选B。
考点:考查放热反应和吸热反应的正误判断
点评:该题是高考中的常见考点,属于基础性试题的考查,难度不大。
该题的关键是记住常见的放热反应和吸热反应,即一般金属和水或酸反应,酸碱中和反应,一切燃烧,大多数化合反应和置换反应,缓慢氧化反应如生锈等是放热反应。
大多数分解反应,铵盐和碱反应,碳、氢气或CO作还原剂的反应等是吸热反应。
13、下列反应属于吸热反应的是( )
A. C6H12O6(葡萄糖aq)+6O2 =6CO2+6H2O
B. CH3COOH+KOH = CH3COOK+H2O
C. A+B= C+D;△H<0
D.反应物的总键能大于生成物的总键能
【答案】D
【解析】焓变△H=反应物的总键能—生成物的总键能>0,说明是吸热反应;或者可以这样理解:打开旧键需要吸热,生成新键是放热,由于反应物的总键能大于生成物的总键能,所以吸收的热量多。
14、最近意大利罗马大学的科学家获得了极具理论研究意义的N4分子。
N4分子结构如右图所示,已知断裂1 mol N—N吸收167 kJ热量,生成1 mol N N放出942 kJ热量,根据以上信息和数据,下列说法正确的是()
A、N4属于一种新型的化合物
B、N4与N2互称为同位素
C、N4化学性质比N2稳定
D、1 mol N4气体转变为N2将放出882 kJ热量
【答案】D
15、已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ,且氢气中1 molH―H 键完全断裂时吸收热量436 kJ,水蒸气中1 mol H―O键形成时放出热量463 kJ,则氧气中1 molO=O 键断裂时吸收热量为()
A. 188kJ
B. 248 kJ
C. 124kJ
D. 496kJ
【答案】D
16、已知下列热化学反应方程式:
①Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)
ΔH =-24.8 kJ/mol
②Fe 2O 3(s)+1/3CO(g)===2/3Fe 3O 4(s)+1/3CO 2(g)
ΔH =-15.73 kJ/mol
③Fe 3O 4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO 2(g)
ΔH =+640.4 kJ/mol
则14 g CO 气体还原足量FeO 固体得到固体Fe 和CO 2气体时对应的ΔH 为( )
A .-218 kJ/mol
B .-109 kJ/mol
C .+218 kJ/mol
D .+109 kJ/mol
【答案】B
【解析】CO 气体还原足量FeO 固体得到固体Fe 和CO 2气体的反应为FeO(s)+CO(g)===Fe(s)
+CO 2(g),根据盖斯定律,该反应可以通过①×12-②×12-③×13
得到,其反应热ΔH =(-24.8×12+15.73×12-640.4×13
) kJ/mol =-218 kJ/mol.则14 g CO 气体还原足量FeO 固体得到固体Fe 和CO 2气体时对应的ΔH 为-109 kJ/mol.
17、学习了反应热后,某化学小组对生石灰与水反应是显著放热反应进行了实验探究,在除了用手触摸试管壁感觉发热外,还设计了下列几个可行性方案。
甲方案:将温度计与盛有生石灰的小试管用橡皮筋捆绑在一起,放入有水的小烧杯中,用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水,看到的现象是
________________________________________________________________________,
______________________________,说明反应放热。
(下列装置中支撑及捆绑等仪器已略去) 乙方案:将盛放有生石灰的小试管插入带支管的试管中,支管接①或②,用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水,看到的现象是(接①)____________________,(接②)
________________________________________________________________________, 说明反应放热。
丙方案:用胶头滴管向盛放有生石灰且带支管的试管中滴加水,支管接的导管中盛适量无水硫酸铜粉末,看到的现象是______________________________,说明反应放热,其原因是___________________________________________。
【答案】甲方案:小试管中固体变成乳状,同时有大量水蒸气产生,温度计温度上升 乙方案:①有气泡产生 ②左边水柱下降,右边水柱上升
丙方案:无水硫酸铜粉末变蓝色 水和生石灰反应放出热量,使水蒸发
【解析】实验从反应放热的“热”为出发点进行探究,通过放热使温度上升、气体膨胀、水被蒸发等特征现象,合理地设计了实验探究方案。
18、某化学兴趣小组借助A ~D 的仪器装置完成有关实验.
(1)用装置A收集NO气体,正确的操作是(填序号)
a.从①口进气,用排水法集气
b.从①口进气,用排气法集气
c.从②口进气,用排水法集气
d.从②口进气,用排气法集气
(2)B装置中的恒压分液漏斗有两个作用,其一是平衡气压使分液漏斗内的液体能顺利滴下,其另一个作用是
(3)三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末,常用作颜料.某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者混合物.
探究过程如下:
查阅资料:
Cu2O是一种碱性氧化物,溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4,在空气中加热生成CuO
提出假设:
假设1:红色粉末是Fe2O3
假设2:红色粉末是Cu2O
假设3:红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物
设计探究实验:
取少量粉末放入足量稀硫酸中,在所得溶液中再滴加 KSCN 试剂.
①若滴加 KSCN 试剂后溶液不变红色,甲同学认为原固体粉末中一定不含三氧化二铁.乙同学认为其结论不正确,乙同学的理由是
②若固体粉末完全溶解无固体存在,滴加 KSCN 试剂时溶液不变红色,则证明原固体粉末是
(4)经分析,确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物.实验小组欲利用该红色粉末制取较纯净的胆矾(CuS04·5H20).经查阅资料得知,在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、2+3+
实验室有下列试剂可供选择:A.氯水 B.H2O2 C.NaOH D.Cu2(OH)2CO3
实验小组设计如下实验方案:
试回答:
①试剂为(填字母),写出溶液中发生反应的离子方程式(写出一个即可)
②试剂为(填字母).
③固体X的化学式为.
④操作 I为.
【答案】(1)c;
(2)消除滴入盐酸体积对所测气体体积的影响,减少增加的液体对气体压强的影响;(3)① Cu能将Fe3+还原为Fe2+或2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;
② Fe2O3和Cu2O;
(4)① B;2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
② D;
③ Fe(OH)3或Fe(OH)3和Cu2(OH)2CO3;
④蒸发浓缩、冷却结晶.
【解析】(1)用装置A收集NO气体,一氧化氮气体是比空气略重的易与氧气发生反应的有毒气体,需要用排水法收集,
a.从①口进气,导气管长进短处不能实现用排水法集气,故a错误;
b.从①口进气,一氧化氮和氧气反应不能用排气法集气,故b错误;
c.从②口进气,导气管短进长出可以用排水法集气,故c正确;
d.从②口进气,一氧化氮和氧气反应不能用排气法集气,故d错误;
故答案为:c;
(2)由于实验一般在密闭环境下进行,滴入一定液体后会发生内外压不平衡情况,此时液体就不易滴下,采用连通管可平衡内外压帮助液体顺利滴下;本实验是通过计算CO2量反推CaCO3的量,所以气体的量是否精准决定了实验的成功与否,由于滴下液体时,广口瓶中原有的气体也会相应进入集气瓶中,这样会使CO2量偏大,采用连通管可使这部分气体回到分液漏斗中,不进入集气瓶中,减小实验误差,
故答案为:消除滴入盐酸体积对所测气体体积的影响,减少增加的液体对气体压强的影响;(3)①滴加KSCN试剂后溶液不变红色,说明溶液中无铁离子,可能是氧化亚铜在酸中发生氧化还原反应生成氧化铜和铜,生成的铜能把铁离子还原为亚铁离子,使溶液遇到硫氰酸钾不变红色,所以滴加KSCN试剂后溶液不变红色,不能说明原混合物不含氧化铁;当原固体粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物时,加入稀H2SO4后产生的Fe3+与Cu反应生成Fe2+,滴加KSCN 溶液后也可能不变红色,
故答案为:Cu能将Fe3+还原为Fe2+或2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;
②固体完全溶解,无固体存在,说明固体含有氧化铁和氧化亚铜;反应生成的铜会和铁离子全部反应,反应的离子方程式为:Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+;
故答案为:Fe2O3和Cu2O;
(4)①红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物溶于硫酸后氧化亚铜反应生成的铜会还原铁离子为亚铁离子,加入氧化剂过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,调节溶液PH使铁离子全部沉淀;
故答案为:B;2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
②红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物,由工艺流程可知,放入足量稀硫酸中会有Cu生成,Cu能将Fe3+还原为Fe2+,所得的溶液含有Fe2+,加入试剂1目的是Fe2+将为Fe3+,氯气会引
入氯离子,故试剂1应选择B.H2O2;加入试剂2目的是调节溶液的PH值使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去,过滤得到硫酸铜溶液,氢氧化钠会引入钠离子,故试剂2应选择Cu2(OH)2CO3,故答案为:D;
③红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物,由工艺流程可知,放入足量稀硫酸中会有Cu生成,Cu能将Fe3+还原为Fe2+,所得的溶液含有Fe2+,加入试剂1目的是Fe2+将为Fe3+,氯气会引入氯离子,故试剂1应选择B.H2O2;加入试剂2目的是调节溶液的PH值使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去,过滤得到硫酸铜溶液,氢氧化钠会引入钠离子,故试剂2应选择Cu2(OH)2CO3,得到的沉淀x为Fe(OH)3,或Fe(OH)3和Cu2(OH)2CO3;
故答案为:Fe(OH)3或Fe(OH)3和Cu2(OH)2CO3;
④操作1是溶液中得到溶质结晶水合物;是通过蒸发浓缩冷却结晶,过滤洗涤干燥得到晶体,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶.
19、(1)浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)试用如图所示各装置设计一个实验,验证上述反应所产生的各种产物。
这些装置的连接顺序(按产物气流从左到右的方向)是(填装置的编号):
________→________→________→________。
(3)实验时可观察到装置①中A瓶的溶液退色,C瓶的溶液不退色。
A瓶溶液的作用是________________,B瓶溶液的作用是____________________,C瓶溶液的作用是______________________。
(4)装置②中所加的固体药品是________,可验证的产物是________,确定装置②在整套装置中位置的理由是________
________________________________________________________________________。
(5)装置③中所盛溶液是________,可验证的产物是________。
【答案】(1)C+2H2SO4(浓) 2SO2↑+CO2↑+2H2O
(2)④②①③(3)验证产物中有SO2将SO2全部氧化吸收确定产物中SO2已被B瓶溶液全部吸收(4)无水CuSO4水蒸气气流通过①、③时会带出水蒸气,所以②必须放在①、③之前(5)澄清石灰水CO2
【解析】由题中所给的各种装置可知:④是反应发生器;①中有品红溶液,是用来验证SO2的装置;③中装有某种水溶液,显然③可用来验证CO2;②可验证水蒸气。
由于①、③中装的都是水溶液,气流经过后一定会带出水蒸气,所以必须先用②验证产物中的水蒸气,然后再验证SO2和CO2,不然就不能确定水蒸气一定是反应产物;由于SO2和CO2都能与石灰水反应,使澄清的石灰水变浑浊,因此从②出来的气体必须先经过①验证和除去SO2后,再进入
③,验证CO2,由此可以得出正确的连接顺序应当是④②①③。
20、在450℃、1.50X107Pa条件下,Na2O与O2反应生成Na02,Na02可用于应急呼吸面罩:
4NaO2+2C02→2Na2C03+302,4NaO2+2H20(g)+4CO2→4NaHCO3+302
某呼吸面罩中放置了5OOg NaO2,吸收CO2和H20(g),每产生18.48L(换算为标准状况)O2时,固体的质量就增加13.30g.计算生成的Na2CO3和NaHCO3物质的量之比.【答案】3:5.
【解析】设碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量分别为xmol和ymol,
4NaO2+2C02═2Na2C03+302 ,固体质量△m
4 2 3 8g
2x x 1.5x 4xg
由方程式:
4NaO2+2H20(g)+4CO2═4NaHCO3+302,固体质量△m
4 4 3 116
y y 0.75y 29yg
所以;解之得,Na2CO3和NaHCO3物质的量之比:0.3:0.5=3:
5,
故答案为:3:5.
21、已知A、B、C、D、E、F是含有同一种元素的化合物,其中F能使红色湿润石蕊试纸变蓝色,它们之间能发生如下反应:
① A+H2O → B+C ② C+F → D ③ D+NaOH → F+E+H2O
(1)写出它们的化学式:D_______________,F_______________。
(2)写出①反应的化学方程式:_______________________________[.Com]
(3)写出反应③的离子方程式:___________________________。
(4)工业生产C的过程中有如下一步反应:即F经催化氧化生成B和H2O,写出该步反应的化学方程式:________________________________。
【答案】
【解析】
22、如下图所示,①~⑩分别代表有关反应的一种物质,他们均是中学化学中的常见物质。
已知①~③和⑥~⑩中分别含有同一种元素。
(1)分别写出①、④、⑧、⑩的化学式或离子符号:
① ④ ⑧ ⑩
(2)写出下列反应的化学方程式。
是离子反应的只写出离子方程式:
①+OH - →
①+H + →
②+③ →
④→⑤
⑤→①+O 2
①+⑥ →
⑨+空气→
【答案】(1) Al Al(OH)3 Fe 3+ Fe(OH)3
(2) 2Al+2OH -+2H 2O=2AlO 2-+3H 2↑
2Al+6H +=2Al 3++3H 2↑
3AlO 2-+Al 3++6H 2
3↓
2Al(OH)3=Al 2O 32Al 2O 3(熔融) 4Al+3O 2↑ 2Al+Fe 2O 3 2Fe+Al 2O 3 4Fe(OH)2+O 2+2H 2O=4Fe(OH)3
23、下图是部分常见元素的单质及其化合物的转化关系图(有关反应条件及生成的部分产物已略去)。
通电 通电高温
已知:A为硫铁矿的主要成分,E为红棕色固体,K为浅绿色溶液;反应①、②都是化工生产中的重要反应;B、C、D、H是单质;B、C、D、F、G、H常温下是气态; F、P 和H的水溶液均具有漂白作用,且F是形成酸雨的主要物质之一;N是一种常见的氮肥;化合物G分子构型为三角锥形,化合物M由两种元素组成,分子内共有58个电子。
(1)F的化学式;G的水溶液中,最多的阳离子是。
(2)写出K与H反应的离子方程式:;
G与H反应的化学方程式:。
(3)在实验室中,向饱和H水溶液中加入CaCO3粉末,充分反应后过滤,可制得浓度较大的P 的水溶液。
用化学平衡移动的原理加以解释
【答案】(1)SO2、NH4+
(2)2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl- 4NH3 + 3Cl2 = NCl3 + 3NH4Cl
(3)饱和的Cl2水中存在如下平衡:Cl2 + H2O H+ + Cl- + HClO ,加入的CaCO3粉末与H+ 反应,使上述平衡向正向移动,HClO浓度增大
24、丙烷燃烧可以通过以下两种途径:
途径Ⅰ:C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-a kJ·mol-1
途径Ⅱ:C3H8(g)===C3H6(g)+H2(g)ΔH=+b kJ·mol-1
2C3H6(g)+9O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l)ΔH=-c kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-d kJ·mol-1(a,b,c,d均为正值)
请回答下列问题:
(1)判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量,途径Ⅰ放出的热量________(填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。
(2)由于C3H8(g)===C3H6(g)+H2(g)的反应中,反应物具有的总能量________(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量,那么在化学反应时,反应物就需要________(填“放出”或“吸收”)能量才能转化为生成物,因此其反应条件是____________。
(3)b与a,c,d的数学关系式是________。
【答案】(1)等于(2)小于吸收加热
(3)2b=c+d-2a
【解析】本题考查反应热、热化学方程式的书写、盖斯定律等。
(1)根据盖斯定律知两者相等。
(3)途径Ⅱ的热化学方程式将①×2+②+③可得途径Ⅰ的热化学方程式,则反应热有2b+(-c)+(-d)=-2a,整理即得2b=c+d-2a。
25、如图所示,把试管放入盛25℃时饱和石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小块镁片,再用滴管滴入5mL盐酸于试管中.
试完成下列问题(提示:氢氧化钙的溶解度随温度升高而降低)
(1)实验中观察到的现象是;
(2)产生上述现象的原因是.
(3)写出有关反应的离子方程式.
(4)由实验推知,MgCl2溶液和H2的总能量(填“大于”“小于”或“等于”)镁片的盐酸的总能量.
【答案】(1)镁片上有大量气泡,镁片逐渐溶解,烧杯中溶液变浑浊;
(2)镁与盐酸反应产生H2,该反应为放热反应,Ca(OH)2在水中溶解度随温度升高而减小;(3)Mg+2H+=Mg2++H2↑;
(4)小于.
【解析】(1)镁与盐酸剧烈反应,可观察到产生大量气体,反应放出热量使饱和溶液温度升高,析出固体溶质,观察到溶液变浑浊,故答案为:镁片上有大量气泡,镁片逐渐溶解,烧杯中溶液变浑浊;
(2)镁与盐酸剧烈反应,产生氢气并放出大量的热,由于氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小,所以饱和石灰水升温后析出的氢氧化钙使溶液呈浑浊状,
故答案为:镁与盐酸反应产生H2,该反应为放热反应,Ca(OH)2在水中溶解度随温度升高而减小;
(3)镁与盐酸发生置换反应,生成氯化镁和氢气,反应的化学方程式为Mg+2HCl═MgCl2+H2↑,
离子方程式为:Mg+2H+=Mg2++H2↑,故答案为:Mg+2H+=Mg2++H2↑;
(4)当反应物的能量高于生成物的能量时,反应是放热反应,故MgCl2溶液和H2的总能量小于镁片的盐酸的总能量,故答案为:小于.
26、硫酸盐在生产、生活中有广泛的应用。
Ⅰ.工业上以重晶石(主要成分BaSO4)为原料制备BaCl2,其工艺流程示意图如下:
某研究小组查阅资料得:
BaSO4(s)+4C(s)===4CO(g)+BaS(s) ΔH1=+571.2 kJ·mol-1①
BaSO4(s)+2C(s)===2CO2(g)+BaS(s) ΔH2=+226.2 kJ·mol-1②
(1)用过量NaOH溶液吸收气体,得到硫化钠。
该反应的离子方程式是_______________。
(2)反应C(s)+CO2(g)===2CO(g)的ΔH=______________________。
(3)实际生产中必须加入过量的碳,同时还要通入空气,其目的有两个:
①从原料角度看,___________________________________________________________;
②从能量角度看,①②为吸热反应,碳和氧气反应放热维持反应所需高温。
Ⅱ.某燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构如下图所示,电池总反应可表示为2H2+O2===2H2O。
请回答:
(4)H+由________极通过固体酸是电解质传递到另一极(填a或者b)。
(5)b极上发生的电极反应是_______________________。
【答案】Ⅰ.(1)H2S+2OH-===S2-+2H2O
(2)+172.5 kJ·mol-1
(3)使BaSO4(s)得到充分的还原,提高BsS的产量
Ⅱ.(4)a
(5)O2+4e-+4H+===2H2O
【解析】Ⅰ.(2)由盖斯定律得ΔH=(ΔH1-ΔH2)/2=+172.5 kJ·mol-1。
Ⅱ.(4)a极为负极,H+在电池内部由负极流向正极。
27、试回答下列各问题:
(1)如图Ⅰ所示是1 mol NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:
________________________________________________________________________。
(2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。
①已知: H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-185 kJ/mol;
E(H—H)=436 kJ/mol,E(Cl—Cl)=247 kJ/mol,则E(H—Cl)=________。
②图Ⅱ表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲生成氢化物时的焓变数据,根据焓变数据可确定a、
b、c、d分别代表哪种元素,试写出硒化氢在标准状况下,发生分解反应的热化学方程式:________________________________________________________________________。
(3)已知:Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)
ΔH=-25 kJ/mol ①
3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g)
ΔH=-47 kJ/mol ②
Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g)
ΔH=+19 kJ/mol ③
请写出CO还原FeO的热化学方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJ/mol
(2)①434 kJ/mol
②a代表Te b代表Se c代表S d代表O H2Se(g)===Se(s)+H2(g) ΔH=-81 kJ/mol
(3)FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g)
ΔH=-11 kJ/mol
【解析】本题通过图表的形式考查焓与焓变、焓变与键能之间的关系,考查学生分析和解决问题的能力,通过对本题的解答可深刻领会盖斯定律的精髓。