- 180.70 KB
- 2021-07-02 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
中学联盟]山东省曲阜市第一中学2017-2018学年高二上学期
第一次月考化学试题
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。考试时间90分钟,满分100分。
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 Cl:35.5
第Ⅰ卷(选择题,共54分)
一、选择题(本题包括18小题,每小题3分,共54分。每小题只有一个选项符合题意。)
1. 未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或很少污染,且有些可以再生。下列属于新能源的是:①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能
⑥地热能 ⑦风能 ⑧氢能
A. ①②③④ B. ⑤⑥⑦⑧
C. ③④⑤⑥ D. 除①②外
【答案】B
【解析】试题分析:新能源指太阳能、地热能、风能、氢能、生物质能、潮汐能等,故选项B正确。
考点:考查新能源等知识。
2. 下列说法正确的是
A. 在101kPa时,1mol物质完全燃烧时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热
B. 酸和碱发生中和反应生成1mol水,这时的反应热叫中和热
C. 燃烧热或中和热是反应热的种类之一
D. 吸热反应没有利用价值
【答案】C
【解析】试题分析:A、燃烧热:1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物,所放出的热量,故错误;B、稀酸和稀碱发生中和反应生成1mol水时放出的热量,称为中和热,故错误;C、燃烧热和中和热是反应热的种类之一,故正确;D、如C和水蒸气的反应是吸热反应,这是煤的气化,煤的综合利用之一,故错误。
考点:考查燃烧热和中和热等知识。
3. 下列说法正确的是
A. 增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,使有效碰撞次数增大
B. 有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率增大
C. 升高温度能使化学反应速率增大,主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数
D. 催化剂不影响反应活化能但能增大单位体积内活化分子百分数,增大反应速率
【答案】C
【解析】A.增大反应物浓度,活化分子的浓度增大,但百分数不变,A错误;B.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加单位体积内活化分子的数,B错误;C.升高温度,活化分子的百分数增加,反应速率增大,C正确;D.催化剂能改变反应的活化能,D错误,答案选C。
点睛:本题考查外界条件对反应速率的影响,注意浓度、压强、温度以及催化剂对活化分子的影响的不同,即。
4. 通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是
①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H1=+571.6kJ·mol–1
②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H2=+131.3kJ·mol–1
③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H3=+206.1kJ·mol–1
A. 反应①中电能转化为化学能
B. 反应②为放热反应
C. 反应③使用催化剂,△H3减小
D. 反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)的△H=+74.8kJ·mol–1
【答案】D
【解析】试题分析:A.①中太阳能转化为化学能,A项错误;B.②中ΔH2=131.3kJ·mol–1,该反应为吸热反应,B项错误;C.使用催化剂不能改变反应的始终态,不能改变化学
反应的焓变,C项错误;D.根据盖斯定律:③-②得反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)的△H=74.8kJ•mol-1,D项正确;答案选D。
考点:考查化学反应与能量转化。
5. 下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A. 已知2SO2(g)+O2 2SO3(g)为放热反应,则SO2的能量一定高于SO3的能量
B. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) △H﹥0,则金刚石比石墨稳定
C. 已知H+(aq)+OH–(aq)=H2O(1) △H = -57.3kJ·mol-1,则任何酸碱中和的反应热均为57.3 kJ
D. 已知:2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H1,2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2;则△H1﹤△H2
【答案】D
【解析】试题分析:A、放热反应是反应物的总能量大于生成物的总能量,SO2的能量与SO3的能量大小无法判断,故错误;B、能量越低,物质越稳定,此反应是吸热反应,石墨的能量低于金刚石,因此石墨比金刚石稳定,故错误;C、中和热中的酸和碱都是稀溶液,因为浓溶液遇水放热,数值大于57.3kJ,酸和碱都是强电解质,因为弱电解质电离是吸热,数值小于57.3kJ,故错误;D、两个反应都是放热反应,△H<0,碳完全燃烧生成CO2放出的热量大于生成CO的热量,即△H1<△H2,故正确。
考点:考查物质的稳定和能量关系、放热反应和能量关系、中和热、反应热等知识。
6. 已知充分燃烧a g乙炔(C2H2)气体时生成2 mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,则乙炔燃烧热的热化学方程式正确的是( )
A. 2C2H2(g) + 5O2(g) = 4CO2(g) + 2H2O(l) ΔH = -2b kJ / mol
B. C2H2(g) + 5/2O2(g) = 2CO2(g) + H2O(l) ΔH = -b kJ / mol
C. 2C2H2(g) + 5O2(g) = 4CO2(g) + 2H2O(l) ΔH - -4b kJ / mol
D. C2H2(g) + 5/2O2(g) = 2CO2(g) + H2O(g) ΔH - b kJ / mol
【答案】B
【解析】燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量。
2C2H2(g) + 5O2(g) = 4CO2(g) + 2H2O(l) ΔH = -2b kJ / mol表示2mol乙炔燃烧放出的热量,故A错误 ;C2H2(g) + 5/2O2(g) = 2CO2(g) + H2O(l) ΔH = -b kJ / mol表示1mol乙炔燃烧放出的热量,故B正确;2mol C2H2(g)燃烧放热是2b kJ,故C错误;D选项中生成的是气态水,故D错误。
7. 根据以下3个热化学方程式:
2H2S(g) + 3O2(g) ═ 2SO2(g) + 2H2O(l) △H = Q1 kJ/mol
2H2S(g) + O2(g) ═2S(s) + 2H2O(l) △H = Q2 kJ/mol
2H2S(g) + O2(g) ═2S(s) + 2H2O(g) △H = Q3 kJ/mol
判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是( )
A. Q1>Q2>Q3 B. Q3>Q2>Q1 C. Q1>Q3>Q2 D. Q2>Q1>Q3
【答案】B
【解析】①2H2S(g) + 3O2(g) ═ 2SO2(g) + 2H2O(l) △H = Q1 kJ/mol
②2H2S(g) + O2(g) ═2S(s) + 2H2O(l) △H = Q2 kJ/mol
③2H2S(g) + O2(g) ═2S(s) + 2H2O(g) △H = Q3 kJ/mol
三个反应都放热,Q为负值;①与 ②比较,由于 放热,所以Q2>Q1;②与③相比较 吸热,所以Q3>Q2,则Q3>Q2>Q1,故B正确。
8. 下列热化学方程式书写正确的是
A. 2SO2+O22SO3 △H=-196.6kJ/mol
B. C(s)+O2(g)=O2(g) △H=+393.5kJ/mol
C. 在500℃、30MPa下,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放出热量19.3kJ,其热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-38.6kJ/mol
D. 2.00gC2H2气体完全燃烧生成液态水和二氧化碳气体,放出99.6kJ的热量,该反应的热化学方程式为:2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=-2589.6kJ/moL
【答案】D
【解析】试题分析:A、反应热与物质的状态有关,不同状态的反应热不同,因此热化学反应方程式必须写明状态,故错误;B、所有燃烧都是放热反应,△H<0,故错误;C、此反应是可逆反应,不知道消耗N2或H2,生成NH3的物质的量,故错误;D、消耗2mol乙炔伴随的热效应是26×2×99.6/2kJ=2589.6kJ,故正确。
考点:考查热化学反应方程式的书写、反应热的计算等知识。
9. 下列有关化学反应速率的说法正确的是
A. 用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
B. 汽车尾气中的N0和C0可以缓慢反应生成N2和C02,减小压强反应速率减慢
C. S02的催化氧化是一个放热的反应,所以升高温度,反应速率减慢
D. 100mL2mol/L的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速度不变
【答案】B
【解析】A项,Fe与98%的浓硫酸常温下发生钝化,加热时反应产生SO2,不会产生氢气,错误;B项,汽车尾气中的NO和CO反应生成N2和CO2的化学方程式为2NO+2CO2CO2+N2,由于有气体参加反应,减小压强反应速率减慢,正确;C项,虽然SO2的催化氧化是一个放热的反应,但升高温度,正、逆反应速率都加快,错误;D项,加入适量的NaCl溶液,虽然NaCl溶液不参加反应,但稀释了盐酸,溶液中H+浓度减小,反应速率减慢,错误;答案选B。
10. 在一定条件下,将3mol A和1mol B两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)⇌ x C(g)+2D(g),2min后该反应达到平衡,生成0.8mol D,并测得C的浓度为0.2mol•L﹣1.则下列判断正确的是( )
A. x=2
B. 2min内A的反应速率为0.6 mol•L﹣1•min﹣1
C. B的转化率为40%
D. 若混合气体的密度不变,则表明该反应达到平衡状态
【答案】C
B错;C对;D项:因反应物和生成物均为气体,且为密闭容器,所以物质的质量、体积均为定值,所以密度始终不变。
考点:有关化学反应速率、转化率的计算。
11. 在一密闭容积的容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol•L-1、0.1 mol•L-1、0.2 mol•L-1。当反应达平衡时,可能存在的数据是( )
A. SO2为0.4 mol•L-1,O2为0.2 mol•L-1 B. SO2为0.25 mol•L-1
C. SO2、SO3均为0.15 mol•L-1 D. SO3为0.4 mol•L-1
【答案】B
【解析】A.SO2和O2的浓度增大,说明反应向逆反应方向进行建立平衡,若SO3完全反应,则SO2和O2的浓度浓度变化分别为0.2mol/L、0.1mol/L,因可逆反应,实际变化应小
于该值,所以SO2小于 0.4mol/L,O2小于0.2mol/L,故A错误;B.SO2的浓度增大,说明反应向逆反应方向进行建立平衡,若SO3完全反应,则SO2的浓度浓度变化为0.2mol/L,该题中实际变化为0.05mol/L,小于0.2mol/L,故B正确;C.反应物、生成物的浓度不可能同时减小,一个减小,另一个一定增大,故C错误;D.SO3的浓度增大,说明该反应向正反应方向进行建立平衡,若二氧化硫和氧气完全反应,SO3的浓度的浓度变化为0.2mol/L,实际变化小于该值,故D错误;故选B。
点睛:化学平衡的建立,既可以从正反应开始,也可以从逆反应开始,或者从正逆反应开始,不论从哪个方向开始,物质都不能完全反应,利用极限法假设完全反应,计算出相应物质的浓度变化量,实际变化量小于极限值。
12. 在不同情况下测得A(g)+3B(g) ===== 2C(g)+2D(g)的下列反应速率,其中反应速率最大的是
A. v (D)=0.8 mol • L-1 • s-1 B. v(C)=0.5 mol • L-1 • s-1
C. v (B)=0.6 mol . L-1• s-1 D. v(A)= 2 mol • L-1• min-1
【答案】A
【解析】根据 ;v (D)÷2=0.8 mol • L-1 • s-1÷2=0.4 mol • L-1 • s-1;v(C) ÷2=0.5 mol • L-1 • s-1÷2=0.25 mol • L-1 • s-1;v (B)÷3=0.6 mol . L-1• s-1÷3=0.2 mol . L-1• s-1;v(A)= 2 mol • L-1• min-1=0.033 mol • L-1 • s-1;应速率最大的是A,故A正确。
13. 一定温度和压强下,N2(g)和H2(g)反应生成2molNH3,(g),放出92.4kJ热量。在同温同压下向密闭容器中通入lmolN2和3molH2,达平衡时放出热量为QlkJ;向另一体积相同的容器中通入0.5molN2和l.5molH2,相同温度下达到平衡时放出热量为Q2kJ。则下列叙述正确的是
A. 2Q2=Q1=92.4kJ B. 2Q2Q1=92.4kJ D. 2Q2=Q1<92.4kJ
【答案】B
【解析】在同温同压下向密闭容器中通入lmolN2和3molH2,反应可逆,达平衡时生成氨气的物质的量小于2mol,放出热量Ql<92.4kJ;向另一体积相同的容器中通入0.5molN2和l.5molH2,等效为通入lmolN2和3molH2达平衡后减压,平衡逆向移动,氮气转化率减小,2Q2△H1>△H3
D. 己知C2H4(g)和C2H5OH⑴的燃烧热分別为1411.0kJ/mol和1366 .8kJ/mol, 则C2H4(g)合成C2H5OH⑴的△H为-44.2kJ/mol
【答案】A
【解析】设1molCO分解为碳原子与氧原子所需要的能量为x,则2x+498-4×745=-566,解得x=958,所以1molCO分解为碳原子与氧原子所需要的能量至少为958 kJ/mol,故A错
误;加入催化剂可以降低正逆反应的活化能,加入催化剂平衡不移动,所以反应热不变,故B正确;浓硫酸稀释放热,醋酸是弱酸,电离吸热,氢氧化钠稀溶液分別与盐酸、醋酸、浓硫酸反应生成1mol液态水时的焓变分别为△H1、△H2、△H3,则△H2>△H1=△H3,故C正确;C2H4(g)和C2H5OH⑴的燃烧热分別为1411.0kJ/mol和1366 .8kJ/mol,则有
①C2H4(g)+3O2(g)=2H2O(l)+2CO2(g)△H=-1411.0kJ/mol;
②C2H5OH(l)+3O2(g)=3H2O(l)+2CO2 (g)△H=-1366.8kJ/mol;
根据盖斯定律,将①-②可得:C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l)△H=(-1411.0kJ/mol)-(-1366.8kJ/mol)=-44.2kJ/mol,故D正确。
点睛:盖斯定律是指,化学反应不论是一步完成的还是几步完成的,其热效应总是相同的(反应热的总值相等)。或者说化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
18. 对可逆反应4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g).下列叙述正确的是
A. 化学反应速率关系是:2v逆(NH3) = 3v正 (H2O)
B. 若单位时间内生成x mol NO的同时,消耗x mol NH3则反应达到平衡状态
C. 达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D. 达到化学平衡时,4V正 (O2) = 5V逆 (NO)
【答案】D
【解析】达到化学平衡时正逆反应速率比等于系数比,化学反应速率关系是:3v逆 (NH3) = 2v正 (H2O),故A错误;单位时间内生成x mol NO的同时,消耗x mol NH3,都是指正反应,反应不一定达到平衡状态,故B错误;若增加容器体积,则正逆反应速率均减小,故C错误;达到化学平衡时正逆反应速率比等于系数比,4V正 (O2) = 5V逆 (NO),故D正确。
点睛:若增加容器体积,反应体系中各物质的浓度均减小,所以正逆反应速率均减小;若减小容器体积,反应体系中各物质的浓度均增大,所以正逆反应速率均增大。
第Ⅱ卷 (非选择题,共46分)
19. 某化学兴趣小组要完成中和热的测定.
(1)实验桌上备有大小两个烧杯、泡沫塑料、量筒(50mL)两个、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃搅拌棒、0.5mol•L-1盐酸、0.55mol•L-1NaOH溶液,尚缺少的玻璃仪器为__________________。
(2)实验中,能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒?_______________(填“能”或
“否”),原因是_________________________________________________________。
(3)他们记录的实验数据如下:
实验序号
实验试剂
溶液温度
中和热
t1
t2
△H
①
50 mL0.55 mol•L-1 NaOH溶液
50 mL0.5 mol•L-1 HCl溶液
20℃
23.4℃
②
50 mL0.55 mol•L-1 NaOH溶液
50 mL0.5 mol•L-1 HCl溶液
20℃
23.6℃
已知:Q=cm(t2﹣t1),反应后溶液的比热容c为4.18J•℃-1•g-1,各物质的密度均为1g•cm-3.
①上表中的△H= ________________(保留2位小数)。
②实验中NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式 __________。
(4)若用KOH代替NaOH,对测定结果____________(填“有”或“无”)影响;若用醋酸代替HCl做实验,对测定结果_____________(填“有”或“无”)影响,计算结果△H将_________(填“偏大”、“偏小”或“不变”),原因是:_________________
【答案】 (1). 温度计 (2). 不能 (3). 金属易导热,热量散失导致误差大 (4). ﹣58.52 kJ/mol (5). HCl(aq)+NaOH(aq)= NaCl(aq)+H2O(l) △H=﹣58.52 kJ•mol﹣1 (6). 无 (7). 有 (8). 偏大 (9). 醋酸是弱酸,电离过程吸热
【解析】试题分析:(1)测定反应热需要测量反应前后的温度;(2)为保证反应热测量的准确性,要尽可能防止热量散失; (3)①根据Q=cm(t2﹣t1)计算生成0.025mol水放出的热;再换算为生成1mol水放出的热;②根据①计算的中和热写氢氧化钠与盐酸反应的热化学方程式;(4)KOH和NaOH都是强碱,对测定结果无影响;醋酸是弱酸,电离吸热;
解析:(1)测定反应热需要测量反应前后的温度,所以缺少仪器是温度计;(2)金属易导热,热量散失导致误差大,为保证反应热测量的准确性,不能用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒; (3)①50 mL0.55 mol•L-1 NaOH溶液与50 mL0.5 mol•L-1 HCl
溶液混合,生成0.025mol水,根据Q=cm(t2﹣t1),生成0.025mol水放出的热是4.18J•℃-1•g-1×100g×3.5℃=1463J;则生成1mol水放出的热为58.52 kJ,△H=﹣58.52 kJ/mol;②根据①计算的中和热,氢氧化钠与盐酸反应的热化学方程式是
HCl(aq)+NaOH(aq)= NaCl(aq)+H2O(l) △H=﹣58.52 kJ•mol﹣1;(4)KOH和NaOH都是强碱,对测定结果无影响;醋酸是弱酸,电离过程吸热,若用醋酸代替HCl做实验,放出的热量偏少,对测定结果有影响,计算结果△H将偏大;
点睛:中和热是稀强酸与稀强碱发生中和反应生成 lmol水时所放出的热量,若用醋酸代替盐酸,放出的热量偏少,测得的焓变偏大,若用浓硫酸代替盐酸,放出的热量偏多,测得的焓变偏小。
20. SO2的催化氧化是工业制取硫酸的关键步骤之一,该反应的化学方程式为:2SO2+O22SO3。请回答下列问题:
(1)已知1mol SO2(g)生成1mol SO3(g)的能量变化如图所示(E1、E2均为正值)。
①图中A、C分别表示 ________________、___________________。
②2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=_________(用含“E1”、“ E2”的代数式表示)。
(2)判断该反应在恒温、恒容时达到平衡状态的标志是 _____________(填字母)。
A.SO2和SO3浓度相等 B.SO2百分含量保持不变
C.容器中气体的压强不变 D.SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等
(3)当该反应处于平衡状态时,在体积不变的条件下,下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的是_______________________(填字母)。
A.向装置中再充入O2 B.向装置中再充入SO2
C.改变反应的催化剂 D.升高温度
(4)将0.060 mol SO2(g)和0.040 mol O2(g)放入容积为1 L的密闭容器中,5min达到平衡,测得c(SO3)=0.040 mol/L。计算该条件下反应SO2的转化率及5min 内SO2的平均反应速率(不必写出计算过程)。
①平衡时,SO2的转化率 α(SO2)= _______________________。
②v(SO2) =_______________________。
【答案】 (1). 1mol SO2和1/2mol氧气的能量(或反应物的能量) (2). 1mol SO3能量(或生成物能量) (3). -2(E2 – E1) kJ•mol﹣1 (4). BC (5). A (6). 66.7 % (7). 0.008 mol • L-1• min-1
【解析】试题分析:(1) ①图中A、C分别表示反应物的总能量和生成物的总能量;△H=反应物吸收的能量-生成物放出的能量;(2)反应达到平衡状态的标志是正逆反应速率相同,各组分含量保持不变,据此分析选项;(3)当该反应处于平衡状态时,在体积不变的条件下,平衡正向进行可以提高SO2平衡转化率;(4)利用“三段式”计算SO2的转化率及5min 内SO2的平均反应速率。
解析:(1) ①图示是1mol SO2(g)生成1mol SO3(g)的能量变化,1mol SO2和1/2mol氧气生成1mol SO3(g),所以A表示1mol SO2和1/2mol氧气的能量;C表示1mol SO3(g)的能量;△H=反应物吸收的能量-生成物放出的能量,根据图示生成1mol SO3(g)的焓变是-(E2 – E1) kJ•mol﹣1,所以2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-2(E2 – E1) kJ•mol﹣1;
(2)A.SO2和SO3浓度相等,不能说明浓度不变,不能说明反应达到平衡状态,故A错误; B.根据平衡定义,SO2百分含量保持不变一定达到平衡状态,故B正确; C.反应前后气体系数和改变,压强是变量,容器中气体的压强不变说明反应达到平衡状态,故C正确; D.SO3的生成速率与SO2的消耗速率都是正反应速率,不能说明正逆反应速率相等,所以不能说明反应达到平衡状态,故D错误;
(3)A.两种反应物增加一种会提高另一种的转化率,向装置中再充入O2,会提高二氧化硫转化率,故A正确;
B.两种反应物增加一种会提高另一种的转化率,自身的转化率降低,向装置中再充入SO2,会降低二氧化硫转化率,故B错误;C.改变反应的催化剂,化学平衡不移动,二氧化硫转化率不变,故C错误; D.反应是放热反应,升高温度平衡逆向进行,二氧化硫转化率减小,故D错误;
(4)
①平衡时66.7 % ;
②v(SO2) = 0.008 mol • L-1• min-1。
点睛:本题考查了化学平衡状态的判断,化学平衡是指在一定条件下的可逆反应中,化学反应正逆反应速率相等,反应物和生成物各组分浓度不再改变的状态。两种反应物增加一种会提高另一种的转化率,自身的转化率降低。
21. 联合国气候变化大会于2009年12月7~18日在哥本哈根召开。中国政府承诺到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。
(1)有效“减碳”的手段之一是节能。下列制氢方法最符合这一做法的是_____(填序号)。
A.电解水制氢:2H2O 2H2↑+ O2↑
B.高温使水分解制氢:2H2O2H2↑+O2↑
C.太阳光催化分解水制氢:2H2O2H2↑+O2↑
D.天然气制氢:CH4+H2O CO+3H2
(2)用CO2和氢气合成CH3OCH3(甲 醚 )是解决能源危机的研究方向之一。
已知:CO(g)+2H2(g)= CH3OH(g) △H = Q1kJ·mol-1
2CH3OH(g)= CH3OCH3(g)+H2O(g) △H = Q2kJ·mol-1
CO(g)+H2O(g)= CO2(g)+H2(g) △H = Q3kJ·mol-1
则CO2和氢气合成CH3OCH3(g)的热化学方程式为:_________________________。
(3)化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示,现提供以下化学键的键能:E(P-P)=198 kJ·mol-1、E(P-O)=360 kJ·mol-1、E(O=O)=498 kJ·mol-1, 则反应P4(白磷)燃烧生成P4O6的热化学方程式为:__________________________________。
(4)如图是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:___________________________。
【答案】 (1). C (2). 2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H =(2Q1+Q2-2Q3)kJ·mol-1 (3). P4(s)+3O2(g)=P4O6(s) △H =-1638 kJ·mol-1 (4). NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H =-234 kJ/mol
【解析】试题分析:(1)有效“减碳”的手段之一是节能,利用太阳光催化分解水制氢最节能;(2)根据盖斯定律计算CO2和氢气合成CH3OCH3(g)的焓变;(3)焓变=反应物的总键能-生成物的总键能;(4)△H=反应物吸收的能量-生成物放出的能量;
解析:(1)有效“减碳”的手段之一是节能,电解水制氢,消耗大量电能,故A错误;高温使水分解制氢,消耗大量热能,故B错误;利用太阳光催化分解水制氢最节能,故C正确;天然气制氢需要高温条件,消耗大量热能,故D错误;
(2) ① CO(g)+2H2(g)= CH3OH(g) △H = Q1kJ·mol-1
②2CH3OH(g)= CH3OCH3(g)+H2O(g) △H = Q2kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)= CO2(g)+H2(g) △H = Q3kJ·mol-1
根据盖斯定律①×2+②-③×2得CO2和氢气合成CH3OCH3(g)的热化学方程式是2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H =(2Q1+Q2-2Q3)kJ·mol-1;
点睛:焓变=生成物的总能量-生成物的总能量,所以放热反应的焓变<0;根据键能计算焓变:焓变=反应物的总键能-生成物的总键能。
22. 某研究性学习小组为证明在同温同压下,相同浓度、相同体积的酸性不同的一元酸与镁带反应时,生成氢气的体积相同而反应速率不同,同时测定实验室条件下的气体摩尔体
积。设计的简易实验装置如图所示。该实验的主要操作步骤如下:
①配制浓度均为1 mol/L的盐酸和醋酸溶液;
②量取10.00 mL 1 mol/L的盐酸和醋酸溶液分别加入两个锥形瓶中;
③分别称取除去表面氧化膜的镁带a g,并系于铜丝末端,a的数值至少为________;
④在广口瓶中装足量的水,按图连接好装置,检查装置的气密性;
⑤将铜丝向下移动,使足量镁带浸入酸中(铜丝不与酸接触),至反应完全,记录________________________________________________________________________;
⑥反应结束后待温度恢复到室温,若丙中液面高于乙中液面,读取量筒中水的体积前,应______________________________________,读出量筒中水的体积为V mL。
请将上述步骤补充完整并回答下列问题:
(1)用文字表述④检查该装置气密性的操作与观察方法:_______________________。
(2)本实验中应选用________量筒。
A.100 mL B.200 mL C.500 mL
(3)上述速率不等的原因是______________________。
【答案】 (1). 0.12 (2). 反应起始和终了时的时间 (3). 将量筒缓缓向下移动至乙与丙中液体在同一水平面上 (4). 两手掌紧贴锥形瓶外壁一会儿,如观察到广口瓶中右导管内上升一段水柱表明装置不漏气 (5). B (6). 两种酸溶液的氢离子浓度不同
【解析】试题分析:实验目的是:相同浓度、相同体积的酸性不同的一元酸与镁带反应时,生成氢气的体积相同而反应速率不同。要实现目的,加入的金属要过量。计算反应速率需要测量反应时间和生成气体的体积;要准确读取气体体积,需要保持温度、压强与外界相同。(1)检验装置气密性时微热甲,观察乙中右导管内液体变化情况;(2)10.00 mL 1 mol/L的盐酸产生的气体大约是112 mL,根据气体体积选择合适的量筒;(3)氢离子浓度影响反应速率。
解析:根据以上分析:设10.00 mL 1 mol/L的盐酸需要Mg的质量是ag;
a=0.12g;10.00 mL 1 mol/L的盐酸消耗金属镁的质量是0.12g,所以a的数值至少为0.12g;计算反应速率需要记录反应起始和终了时的时间;要准确读取气体体积,需要保持温度、压强与外界相同,所以反应结束后待温度恢复到室温,若丙中液面高于乙中液面,读取量筒中水的体积前,应将量筒缓缓向下移动至乙与丙中液体在同一水平面上,读出量筒中水的体积;(1)检查该装置气密性的操作与观察方法是:两手掌紧贴锥形瓶外壁一会儿,如观察到广口瓶中右导管内上升一段水柱表明装置不漏气;(2)10.00 mL 1 mol/L的盐酸产生的气体大约是112 mL,实验中应选用200 mL量筒。(3)氢离子浓度影响反应速率,两种酸溶液的氢离子浓度不同,所以速率不等。
点睛:盐酸是强电解质,在水溶液中完全电离,醋酸是弱电解质,在水溶液中部分电离;所以同浓度的盐酸、醋酸中氢离子浓度盐酸大于醋酸。