沪科版高中化学一年级第一学期《剖析物质变化中的能量变化》测试题(解析版)

文档属性

名称 沪科版高中化学一年级第一学期《剖析物质变化中的能量变化》测试题(解析版)
格式 zip
文件大小 294.2KB
资源类型 教案
版本资源 沪科版
科目 化学
更新时间 2018-12-04 22:32:50

图片预览

文档简介

《剖析物质变化中的能量变化》测试题

一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.下列反应既属于氧化还原反应,又是吸热反应的是 ( )
A.锌与稀盐酸反应 B.灼热的木炭与CO2反应
C.CaCO3高温分解 D.氯化铵与消石灰反应
2.合成氨反应过程中的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )

A. 反应体系中加入催化剂,会改变反应的热效应
B. 反应物的总能量低于生成物的总能量
C. 该反应的热化学方程式为3H2(g)+N2(g)2NH3(g)+Q(Q>0)
D. 该反应是吸热反应
3.下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是( )
A. 碳酸钙受热分解 B. 乙醇燃烧
C. 铝热反应 D. 氧化钙溶于水
4.下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是( )
A. 碳酸钙受热分解 B. 食物氧化腐败
C. 铝粉与氧化铁粉末反应 D. 酸与碱的中和反应
5.下列变化不能说明发生了化学变化的是( )
A. 变化时有电子的得失或共用电子对的形成
B. 变化时释放出能量
C. 变化过程中有旧化学键的断裂和新化学键形成
D. 变化前后原子的种类和数目没有改变,分子种类增加了
6.甲、乙代表2种金属,下列叙述中,不能判断金属活动性甲比乙强的是( )
A.常温下,甲能从水中置换出氢,而乙不能
B.最高价氧化物对应的水化物碱性比较,甲比乙的强
C.甲与非金属反应时失电子比乙少
D.甲、乙作电极,稀硫酸为电解质溶液组成原电池,乙电极表面产生气泡
7.下列实验事实所引出的相应结论正确的是( )
选项 实验事实 结论
A Na2S2O3溶液与稀H2SO4溶液混合时,其他条件相同,Na2S2O3溶液浓度越大,析出硫沉淀所需时间越短 当其他条件不变时,增大反应物浓度化学反应速率加快
B 在化学反应前后,催化剂的质量和化学性质都没有发生改变 催化剂一定不参加化学反应
C 将NH4Cl晶体与Ba(OH)2.8H2O晶体混合后研磨,烧杯壁温度降低 该反应为吸热反应
D 在容积可变的密闭容器中发生反应 H2(g)+ I2(g)2HI(g), 把容积缩小一倍 正反应速率加快,逆反应速率不变

8.下列说法不正确的是( )
A. 当反应在一定条件下进行时,反应的过程中所吸收或放出的热量称为该反应的反应热
B. 对于吸热反应,反应物所具有的总能量总是低于生成物所具有的总能量
C. 在25℃、101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时,所放出的热量叫做该物质的燃烧热
D. 在稀溶液中,1 mol酸跟1 mol碱发生中和反应所放出的热量叫做中和热
9.今有如下三个热化学方程式:
(1)H2(g)+O2(g) H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1
(2)H2(g)+O2(g) H2O(l) ΔH2=b kJ·mol-1
(3)2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH3=c kJ·mol-1
下列关于它们的表述正确的是( )
A. 它们都是吸热反应 B. a、b和c均为正值 C. a=b<0 D. 2b=c<0
10.下列热化学方程式书写正确的( )
A. 甲烷的燃烧热为-890 kJ/mol,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(g)△H=-890 kJ/mol
B. 在一定条件下将1 molSO2和0.5molO2置于密闭容器中充分反应,放出热量79.2kJ,则反应的热化学方程式为:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-158.4kJ·mol-1
C. NaOH(s)+1/2H2SO4(浓)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ·mol-1
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-1
11.以下反应均可生成O2,下列有关说法正确的是( )
①二氧化碳分解生成氧气:2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) ΔH1=+566 kJ·mol-1
②过氧化氢分解生成氧气:2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g);ΔH2=-196.4 kJ·mol-1
③光照条件下,催化分解水蒸气生成氧气:2H2O(g)=2H2(g)+O2(g);ΔH3=+483.6 kJ/mol
A. 反应①为放热反应
B. 反应②使用催化剂,能降低该反应的活化能,但不能改变ΔH2
C. 反应③将化学能转化为光能
D. 反应CO(g)+H2O(g) = CO2(g)+H2(g);ΔH=-82.4 kJ·mol-1
12.一些盐的结晶水合物,在温度不太高时就有熔化现象,即溶于自身的洁净水中,又同时吸收热量。他们在塑料袋中经日晒就熔化,又在日落后缓慢凝结而释放热量。故可用于调节室内温度,或用作夏日防暑的枕垫或坐垫,这些物质可称之为热材料。现有几种盐的结晶水合物有关数据如下:
① Na2S2O3·5H2O ②CaCl2·6H2O ③ Na2SO4·10H2O ④ Na2HPO4·10H2O
熔点/℃ 40~50 29.92 32.38 35.1
熔化热/kJ· mol-1 49.7 37.3 77 100.1

根据上述数据和实用性考虑,实际运用时常采用的物质应该是( )
A.① B.② C.③ D.④


二、填空题
13.我国在青藏高原发现了名为“可燃冰”的环保型新能源。
(1)“可燃冰”属于化石燃料,主要成分是CH4。另外还有两种化石燃料,它们的名称分别是 和 。
(2)CH4可与Cl2反应,反应历程如下
①Cl—Cl→2Cl· ; ΔH= +243 kJ·mol-1
②Cl·+CH3—H→·CH3+H—Cl ; ΔH=+ 4 kJ·mol-1
③·CH3+Cl—Cl→CH3——Cl+Cl· ; ΔH= -106 kJ·mol-1
则CH4与Cl2反应生成CH3—Cl(g)的热化学方程式为 。
(3)CH4可用于设计燃料电池,甲烷燃料电池的工作原理如下图所示:
则通入CH4的一极为原电池的 (填“正极”或“负极”),正极的电极反应式为 。
(4)下图表示某些化工生产的流程(有的反应条件和产物已略去)

请回答下列问题:
(a)流程中所涉及的化学工业 (写出两个即可)。
(b)反应I需在500℃进行,主要原因是 ;实际工业生产中,反应Ⅱ的条件是 。
(c)工业上,析出K后,再向母液中继续通入E,并加入细小食盐颗料,其目的是 。
14.二甲醚(CH3OCH3)被称为21世界的新型燃料,在未来可能替代汽油、液化气、煤气等并具有优良的环保性能。工业制备二甲醚在催化反应室中(压力2.0~10.0Mpa,温度230~280℃)进行下列反应:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.7kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g) +H2O(g) △H2=-23.5kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3=-41.2kJ·mol-1
(1)若要增大反应①中H2的转化率,在其它条件不变的情况下可以采取的措施为 。
A.加入某物质作催化剂 B.加入一定量CO
C.反应温度降低 D.增大容器体积
(2)在某温度下,若反应①的起始浓度分别为:c(CO)=1 mol/L,c(H2)=2.4 mol/L,5 min后达到平衡,CO的转化率为50%,则5 min内CO的平均反应速率为 ;若反应物的起始浓度分别为:c(CO)=4 mol/L,c(H2)=a mol/L;达到平衡后,c(CH3OH)=2 mol/L,a= mol/L。
(3)催化反应室中总反应3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H= ;830℃时反应③的K=1.0,则在催化反应室中反应③的K 1.0(填“>”、“<”或“=”)。
(4)二甲醚的燃烧热为1455 kJ·mol-1,则二甲醚燃烧的热化学方程式为


(5)“二甲醚燃料电池”是一种绿色电源,其工作原理如图所示。b电极是 极,写出a电极上发生的电极反应式 。
15.将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要化学反应为:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。
而C(g)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为:
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
②H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH2=-242.0 kJ·mol-1
③CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ΔH3=-283.0 kJ·mol-1
请你根据上述信息回答下列问题:
(1)煤是一种成分复杂的混合物,其中除含碳、氢元素外,还含有氧、硫、氮、砷、硒等元素。所以固体煤燃烧会导致大气污染,写出煤燃烧产生的两种污染:        ,将石灰石粉与煤粉混合,可以有效地减少煤燃烧过程中的二氧化硫污染,写出该反应的化学方程式:____________________
(2)根据已知热化学方程式写出由煤制备水煤气的热化学方程式:____________________________。
(3)下面是甲、乙两位同学对上述热化学方程式及煤燃烧的理解。
甲同学:1 mol CO与1 mol H2燃烧放出的热量之和大于1 mol固体炭燃烧放出的热量,所以煤燃烧时加入少量水,可以使煤燃烧放出更多的热量。
乙同学:根据下面的物质与能量循环,将煤炭转化为水煤气,再燃烧放出的热量与直接燃烧煤炭放出的热量相同,而将煤炭转化为水煤气将会增加消耗,故煤炭转化为水煤气得不偿失。
C(s)+H2O(g)+O2(g) CO2(g)+H2O(g)

CO(g)+O2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)+ O2(g)
请你评价两位同学的理解:
①甲同学的说法     (答“正确”或“不正确”),原因是______________________________________。
②乙同学的说法     (答“正确”或“不正确”),原因是_____________________________________。
16.甲醇是重要的化工原料,又是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)已知反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ?H=-99kJ?mol-1中的相关化学键键能如下:
则x=___________。
化学键 H-H C-O C三O H-O C-H
E/(kJ?mol-1) 436 343 x 465 413





(2)在一容积可变的密闭容器中,1molCO与2molH2发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ?H1<0,CO在不同温度下的平衡转化率(α)与压强的关系如下图所示。

①T1_________T2(填“>”、“<”、“=”);a、b两点的反应速率:v(a)_____v(b)(填“>”、“<”、“=”);
在c点条件下,下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是_____(填字母);
a.H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍 b.CH3OH的体积分数不再改变
C.混合气体的密度不再改变 d.CO和CH3OH的物质的量之和保持不变
②计算图中a点的平衡常数KP=_____(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)合成甲醇,发生的主要反应如下:
a:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ?H1
b:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ?H2
c:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ?H3
①述反应对应的平衡常数分别为K1、K2、K3,它们随温度变化的曲线如下图所示。

则?H1__________?H3(填“>”、“<”、“=”),理由是_______。
②一定温度下,在3 L容积可变的密闭容器中发生反应b,已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是________;当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是_________。

③反应c的 △H___0, △S____0(填“>”“=”或“<”)。
17.有X、Y、Z、W四种含14个电子的粒子,其结构特点如下:

(1)A原子核外比X原子多3个电子,A的原子结构示意图是________;含1 mol X的氧化物晶体中含有共价键数目为________。
(2)Z与钙离子组成的化合物的电子式为________________。
(3)14 g Y完全燃烧放出的热量是141.5 kJ,写出Y燃烧的热化学方程式:______________________________。
(4)组成W的元素最高价氧化物对应的水化物甲有下图所示转化关系(反应条件和其他物质已略):

①写出丁在高温下与水反应的化学方程式:__________________;
②组成W的元素的简单氢化物极易溶于水的主要原因是________________________
该氢化物与空气可以构成一种燃料电池,电解质溶液是KOH,其负极的电极反应式为____________。

三、推断题
18.对炼锌厂的铜镉废渣中各元素进行分离,能减少环境污染,同时制得食品锌强化剂的原料ZnSO4·7H2O实现资源的再利用。其流程图如下。

[相关资料]
①铜镉废渣中含有铜、锌、镉、铁、砷等元素,其含量依次减少。
②FeAsO4难溶于水;ZnSO4·7H2O易溶于水,难溶于酒精。
③Zn(OH)2属于两性氢氧化物。
④滤液I中有Fe2+、Zn2+、Cu2+、Cd2+和少量的AsO。
⑤有关离子沉淀完全的pH
金属离子 Fe3+ Zn2+ Mn2+ Cu2+ Cd2+
沉淀完全pH 3.2 8.0 9.8 6.4 9.4


请回答下列问题:
(1)提高铜镉废渣浸出率可以采用的方法是(写出其中一点即可)______;
(2)向滤液I中逐滴滴人酸性KMnO4溶液可与AsO发生反应生成FeAsO4,写出该反应的离子方程式______;加入酸性KMnO4溶液不能过量,判断该滴定终点的现象是______;滤渣Ⅱ中除了FeAsO4外,还有______;
(3)制得的ZnSO4·7H2O需洗涤,洗涤晶体时应选用试剂为______;
(4)上述流程除了实现对这些元素进行提取分离能减少环境污染,同时制得ZnSO4·7H2O实现资源的再利用,还可以得到副产物_______
(5)回收所得的Cd可用于制造镍镉碱性二次电池,电池的工作时,正极NiO(OH)转化为Ni(OH)2,则充电时电池的正极反应式为_______;
(6)若a克铜镉废渣含有b molFe元素,加入了c mol KMnO4,则铜镉废渣中As元素的质量分数为_____。(不考虑镉元素与KMnO4的反应)
19.图中X、Y、Z为单质,其他为化合物,它们之间存在如下转化关系(部分产物已略去)。其中,A俗称磁性氧化铁,E是不溶于水的酸性氧化物,能与氢氟酸反应。

回答下列问题:
(1)组成单质Z的元素在周期表中的位置是________;M中存在的化学键类型为________;R的化学式是______________。
(2)一定条件下,Z与H2反应生成ZH4,ZH4的电子式为____________。
(3)已知A与1 mol Al反应转化为X时(所有物质均为固体),放出a kJ热量。写出该反应的热化学方程式:_____________________________________________________________。
(4)写出A和D的稀溶液反应生成G的离子方程式:__________________________________。

四、实验题
20. 50 mL 1.0 mol·L-1盐酸跟50 mL 1.1 mol·L-1氢氧化钠溶液在下图装置中进行中和反应,并通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和热。试回答下列问题:

⑴大小烧杯间填或“不能”)将环形玻璃搅拌棒改为环形金属(如铜)。其原因是 。
⑶大烧杯上如不满碎泡沫塑料的作用 。
⑵ (填“能”盖硬纸板,对求得中和热数值的影响是 (填“偏高”或“偏低”或“无影响”)。
⑷如果改用60 mL 1.0 mol·L-1盐酸跟50 mL 1.1 mol·L-1氢氧化钠溶液进行反应,则与上述实验相比,所放热量 (“增加”、“减少”或“不变”),所求中和热数值 (“增加”、 “减少”或 “不变”)。
21.利用下图装置测定中和热的实验步骤如下:

①用量筒量取50 mL 0.25 mol·L-1硫酸倒入小烧杯中,测出硫酸温度;
②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液,并用另一温度计测出其温度;
③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测出混合液最高温度。
回答下列问题:
(1)倒入NaOH溶液的正确操作是__________。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次少量倒入 C.一次迅速倒入
(2)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________。
A.用温度计小心搅拌 B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯 D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
(3)搅拌棒为何不用铜质的_____________.
(4)实验数据如下表:
①请填写下表中的空白:________。
温度 实验次数 起始温度℃ 终止温度 /℃ 温度差平均值/℃
H2SO4 NaOH 平均值
1 26.2 26.0 26.1 29.5
2 27.0 27.4 27.2 32.3
3 25.9 25.9 25.9 29.2
4 26.4 26.2 26.3 29.8



②近似认为0.55 mol·L-1NaOH溶液和0.25 mol·L-1硫酸溶液的密度都是1 g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1。依据上表数据计算中和热ΔH=________(取小数点后一位)。
③中和热测定实验中,下列操作一定会降低实验准确性的是______。
A.用滴定管(精量仪器,读数保留到0.01)取所用酸碱溶液的体积
B.NaOH溶液在倒入小烧杯时,有少量溅出
C.大、小烧杯体积相差较大,夹层间放的碎泡沫塑料较多
D.测量硫酸溶液的温度计用水洗净后才用来测NaOH溶液的温度

五、计算题
22.水煤气是重要燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的炭层制得:
C (s) + H2O(g) CO (g) +H2 (g) △H= +131.3 kJ?mol-1(······①
(1)实际工业生产中,向炭层间隔交替通入水蒸气和空气,其中通入空气的原因是由于该反应是吸热,导致炭层温度降低,须及时通入富氧空气促进炭层的燃烧放热:
C (s) + O2(g)= CO2 (g);△H = -393.5kJ·mo1-1 ······②
为保持生产的连续性,若不考虑其它热量的产生和损耗,则每间隔应通入的水蒸气和空气的体积比(同温同压)约为多少?(设空气中氧气的体积占1/5)
(2)一定温度下,三个容器中均进行着上述反应①,各容器中炭足量,其它物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中相应的空格。

(3)生物乙醇可由淀粉或纤维素等生物质原料发酵获得。利用乙醇可进而获得合成气(CO、H2)。用乙醇生产合成气有如下两条路线:
a、水蒸气催化重整:CH3CH2OH(g)+H2O(g)→4H2(g)+2CO(g)
b、部分催化氧化:CH3CH2OH(g)+1/2O2(g)→3H2(g)+2CO(g)
某生物质能研究所准备利用乙醇得到的合成气合成一种生物汽油。乙醇各分一半按a、b两式反应。合成气合成生物汽油的反应为:2mCO+(2m+n)H2→2CmHn+2mH2O。假定合成的生物汽油中含有X、Y两种成分,且X、Y都是有8个碳原子的烃,X是苯的同系物,Y是烷烃。
①X的分子式为 ,Y的分子式为 。
②50吨质量分数为92%的乙醇经上述转化(假定各步转化率均为100%),则最终可获得X的质量为多少吨?
23.将0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ热量,该反应的热化学方程式为 ________________________________________________________________________
又已知:H2O(l)===H2O(g) ΔH=44 kJ·mol-1,则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是________kJ。
试卷第4页,总12页

参考答案
1.B
【解析】从有无化合价的改变,排除C和D;金属与酸置换氢气的反应是放热反应,故答案为B
2.C
【解析】
试题分析:由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应。A. 反应体系中加入催化剂,只能降低反应的活化能,但是不会改变反应的热效应,A不正确;B. 反应物的总能量高于生成物的总能量,B不正确;C. 该反应的热化学方程式为3H2(g)+N2(g)2NH3(g)+Q(Q>0),C正确;D. 该反应是放热反应,D不正确。本题选C。
3.A
【解析】生成物总能量高于反应物总能量为吸热反应。碳酸钙受热分解为吸热反应,乙醇燃烧、铝热反应、氧化钙溶于水都是放热反应,答案选A。
【点睛】熟记典型的放热反应和吸热反应是解答本题的关键。常见的吸热反应有:大多数分解反应、盐的水解反应、Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应、C与H2O(g)反应、C与CO2反应等。
4.A
【解析】生成物总能量高于反应物总能量,说明反应属于吸热反应。A.碳酸钙受热分解属于吸热反应,故A正确;B. 食物氧化腐败属于放热反应,故B错误;C. 铝粉与氧化铁粉末的铝热反应,属于放热反应,故C错误; D.中和反应都是放热反应,故D错误;故选A。
点睛:本题主要考查了放热反应和放热反应,掌握常见的放热反应和放热反应是解题的关键。常见吸热的反应包括:绝大多数的分解反应;以C、CO和氢气为还原剂的氧化还原反应;八水合氢氧化钡与氯化铵的反应。
5.B
【解析】A、变化时有电子的得失或共用电子对的形成,一定发生了氧化还原反应,有新物质的生成,是化学变化。B、有些物理变化也会释放出能量,如摩擦生热、浓硫酸溶于水,故变化时释放出能量不能说明发生了化学反应,也可能是物理变化。C、变化过程中有旧化学键的断裂和新化学键形成,则有新物质的生成,一定是化学变化。D 、变化前后分子种类增加,即有新物质的生成,一定是化学变化。故只有B符合题意,答案选B
6.C
【解析】
试题分析:A.在金属活性性顺序表中,活泼的金属能把水会酸中是H置换出来,而活动性弱的金属不能把水或酸中是H置换出来,因此能作为判断金属活动性甲比乙强的依据。正确。B.元素的金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物碱性就越强,元素的金属性越弱,其最高价氧化物对应的水化物的碱性就越弱。因此可以作为比较甲比乙的金属性强的依据。正确。C.要比较金属活动性的强弱,应该看金属原子失去电子的难易,而不是金属原子失去电子的多少,因此不能作为判断金属活性性强弱的依据。错误。D.一般情况下,有活动性不同的金属与电解质溶液形成原电池时,活动性强的金属作负极,发生氧化反应;活动性弱的金属作正极,在正极上发生还原反应。所以甲、乙作电极,稀硫酸为电解质溶液组成原电池,乙电极表面产生气泡,能证明活动性甲>乙。正确。
考点:考查判断金属活动性强弱的方法的知识。
7.AC
【解析】
正确答案AC
A、当其他条件不变时,增大反应物浓度化学反应速率加快。
B、在化学反应前后,催化剂的质量和化学性质都没有发生改变,但物理性质改变,催化剂可能参加反应。
C、NH4Cl晶体与Ba(OH)2.8H2O晶体为吸热反应。
D、H2(g)+ I2(g)2HI(g),把容积缩小一倍,浓度均增大,正逆反应速率均加快,只是变化的幅度相同,所以平衡不移动。
8.D
【解析】
【分析】
A.根据反应热的定义分析;B.当反应物所具有的总能量总是低于生成物所具有的总能量时,反应吸热;C.根据燃烧热的定义分析;D.根据中和热的定义分析。
【详解】
A.化学反应过程中放出或吸收的热量为反应热,选项A正确;B.从能量守恒的角度分析,当反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量时,反应吸热,选项B正确;C.在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量为燃烧热,选项C正确;D.在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应而生成1 mol H2O(l)时所放出的热量为中和热,选项D错误;答案选D。
【点睛】
本题考查反应热与能量的变化,题目侧重于相关概念的理解和把握,难度不大,注意相关基础知识的理解和把握。
9.D
【解析】这三个反应都是H2的燃烧反应,都是放热反应,a、b、c均为负值,A、B项均错误;H2O(g)=H2O(l)放热,0ab,C项错误;(3)中物质物质的量为(2)中的两倍且各物质的聚集状态相同,则2b=c0,D项正确;答案选D。
10.D
【解析】A,燃烧热指的是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量,如C元素要转化为二氧化碳气体,H元素转化为液态水。A中水是气态的,所以A错。B,在一定条件下将1 molSO2和0.5molO2置于密闭容器中充分反应,放出热量79.2kJ,由于 该反应为可逆反应,所以反应物不可能完全转化为生成物,所以不能据此求出反应热,B错。C,强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应生成1mol水时的反应热为-57.3kJ·mol-1,本题中1mol氢氧化钠固体与含0.5mol硫酸的浓硫酸反应放出的热量显然要比57.3kJ多,所以C错。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,由此求出2molC2H2(质量为52g)气体完全燃烧生成液态水和二氧化碳气体放出2589.6kJ的热量,所以该热化学方程式正确。
11.B
【解析】A. ΔH1>0,反应①为吸热反应,故A错误;B. 反应②使用催化剂,能降低该反应的活化能,但不能改变ΔH2,故B正确;C. 反应③将光能转化为化学能,故C错误;D. (③-①)/2得CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g);ΔH=-41.2kJ·mol-1,故D错误。故选B。
【答案】C
【解析】由表格数据可知Na2SO4·10H2O的熔点为32.38℃,非常适合物质状态的转化及能量的吸放,并且其熔化热较高,可以保证温度的调控。
13.(16分)
(1) 煤(1分) 石油(1分)
(2)CH4(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+HCl(g) ; △H = -102 kJ·mol-1? (2分)
(3)负极(2分) O2 + 2H2O +4e-→ 4OH-(2分)
(4)(a)合成氨、氨氧化法制硝酸,联合制碱法(或侯氏制减法)(2分)
(b)500℃时,该反应的催化剂的活性最高(2分) 铂(铑)合金作催化剂,高温(2分)
(c)增大NH4+和Cl-的浓度,析出副产品NH4Cl(2分)
【解析】
14.(15分)(1)B C(2分) (2)0.1mol/(L·min) (2分);5.4 (2分)
(3)ΔH=-246.1 kJ·mol-1(2分);>(2分)
(4)CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1455 kJ·mol-1(2分)
(5)正极(1分);CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+(2分)
【解析】
15.(1)酸雨(或答“二氧化硫污染大气”)、含砷粉尘污染、氮氧化物污染(答出两种即可)
2SO2+2CaCO3+O2=2CaSO4+2CO2
(2)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=+131.5 kJ·mol-1
(3)①不正确 加入水,水汽化需要吸收能量
②不正确 尽管将煤炭转化为水煤气再燃烧放出的热量与直接燃烧煤炭放出的热量相同,但水煤气与氧气接触面积大,反应速率快,燃烧充分,能量利用率高,污染小
【解析】煤在燃烧时产生的SO2、NyOx及含砷的化合物等均会污染大气。工业上用CaCO3固硫,发生的反应为:2CaCO3+2SO2+O2=2CaSO4+2CO2。
16.1076<<bc1.6×10-7 (kPa)-2<由图可知,随着温度升高,K2增大,则△H2>0,根据盖斯定律又得△H3=△H1+△H2,所以△H1<△H3加入催化剂将容器的体积快速压缩至2L<<
【解析】
【分析】
(1)根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能计算;
(2)①压强相同时一氧化碳的转化率高,所以平衡正向移动,而正反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,CO的平衡转化率减小,故T1②结合化学平衡三行计算列式计算平衡物质的物质的量,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数;?
(3) ①反应1、2、3其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3,根据图1它们随温度变化的曲线结合盖斯定律进行分析解答。
②图象分析曲线Ⅰ变化为曲线Ⅱ是缩短反应达到平衡的时间,最后达到相同平衡状态,体积是可变得是恒压容器,说明改变的是加入了催化剂;当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时一氧化碳物质的量增大,反应是气体体积不变的反应,可变容器中气体体积和浓度成反比,气体物质的量不变;
③由图可知,随着温度升高,K3减小,则△H3<0,根据反应物和产物气体系数和的大小可以判断熵变符号。
【详解】
(1)反应热=反应物的总键能-生成物的总键能,则△H =2×436+x-343-413×3-465=-99,计算得出x=1076;?
因此,本题正确答案是:1076;?
(2)①压强相同时一氧化碳的转化率高,所以平衡正向移动,而正反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,CO的平衡转化率减小,故T1a.H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍均为正反应速率,不能说正逆反应速率相等,故a错误;???
b.CH3OH的体积分数随着反应的进行增大,不再改变时化学平衡,故b正确;
c.混合气体的总质量不变,容器可变,则混合气体的体积减小,密度增大,不再改变时化学平衡,故c正确;
d.CO和CH3OH的物质的量之和保持不变,不能说明化学平衡,故d错误;
因此,本题正确答案是:< ;<;bc
②a点的一氧化碳转化率为50%,总压为0.5104pa,
?????????????? ?CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始量(mol)??? ?1???? ??2??????? ? ?0?
变化量(mol)??? x????? ??2x?????? ???x?
平衡量(mol) ??1-x?? ???2-2x?????? ? x?
而一氧化碳转化率为50%,所以x=0.5,Kp==1.6×10-7 (kPa)-2;?
因此,本题正确答案是:1.6×10-7 (kPa)-2;
(3) ①由图可以知道,随着温度升高,K2减小,则△H2>0,根据盖斯定律又得△H3=△H1+△H2,所以△H1<△H3 ;?
因此,本题正确答案是:< ;由图可知,随着温度升高,K2增大,则△H2>0,根据盖斯定律又得△H3=△H1+△H2,所以△H1<△H3;
②图象分析曲线Ⅰ变化为曲线Ⅱ是缩短反应达到平衡的时间,最后达到相同平衡状态,体积是可变得是恒压容器,说明改变的是加入了催化剂;当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时一氧化碳物质的量增大,反应是气体体积不变的反应,可变容器中气体体积和浓度成反比,气体物质的量不变,曲线Ⅰ,体积为3L,一氧化碳浓度为3mol/L,改变条件不好为曲线Ⅱ,一氧化碳浓度为4.5mol/L,则体积压缩体积为:3:V=4.5:3,V=2L,所以将容器的体积快速压缩至2L符合;
因此,本题正确答案是:加入催化剂;将容器的体积快速压缩至2L;
③由图可知,随着温度升高,K3减小,则△H3<0;该反应中,反应物的系数和大于产物气体系数和,所以该反应是熵减的反应,熵变小于零,
因此,本题正确答案是:<;<。
17.(1)4NA(或2.408×1024)
(2)Ca2+[:C??C:]2-
(3)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol
(4)①3Fe+4H2OFe3O4+4H2
②NH3与H2O间能形成氢键
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
【解析】由表格可推知:X是Si,Y是CO,Z是C22—,W是N2。(1)比Si原子核外电子数多3的原子是Cl; SiO2是原子晶体,每个Si与4个O相连,所以1 mol SiO2中含有4 mol Si-O键。(2)C22—与Ca形成离子化合物CaC2,C22—中两个碳原子之间形成碳碳三键。(3)14 g CO是0.5 mol,放出热量141.5 kJ,故CO完全燃烧放出热量566 kJ。(4)由题意可推知:甲是HNO3,乙是Fe(NO3)3,丙是Fe(NO3)2,丁是Fe。①Fe和水蒸气在高温条件下生成Fe3O4和H2。②NH3与H2O分子间能形成氢键而导致NH3极易溶于水;由燃料电池反应原理知:该电池反应的反应物有NH3、O2和KOH,负极失去电子发生氧化反应,所以负极的反应物是NH3,在碱性条件下生成N2和H2O。
点拨:本题考查物质的推导、化学反应原理,考查考生知识的应用能力。难度较大。
18.适当增大硫酸浓度 或 升高溶液温度 或 搅拌 或 将铜镉渣研磨成小颗粒5Fe2+ + 5AsO33-+ 3MnO4-+14H+ = 3Mn2+ + 5FeAsO4↓ + 7H2O溶液恰好变为浅紫红色且半分钟内不恢复为原色Fe(OH)3乙醇 或 饱和硫酸锌溶液K2SO4Ni(OH)2 – e—+ OH— = NiO(OH) + H2O75(5c-b)/2a
【解析】
整个工艺流程目的是铜镉废渣中制得ZnSO4·7H2O,滤液I中有Fe2+、Zn2+、Cu2+、Cd2+和少量的As,加入高锰酸钾,将Fe2+氧化成Fe3+,再调节pH至4,将其沉淀,滤液II中就剩下Zn2+、Cu2+、Cd2+,再加入过量KOH,由于Zn(OH)2属于两性氢氧化物,滤液III中就剩下ZnO22-,再加入硫酸,最终制得ZnSO4·7H2O。
(1)提高铜镉废渣浸出率可以采用的方法是:适当增大硫酸浓度或升高溶液温度或搅拌 或将铜镉渣研磨成小颗粒等;
(2)酸性KMnO4溶液可与AsO发生反应生成FeAsO4,KMnO4将Fe2+氧化成Fe3+,将AsO氧化成AsO43-,根据化合价升价相等,该反应的离子方程式为:5Fe2+ + 5AsO + 3MnO +14H+ = 3Mn2+ + 5FeAsO4↓ + 7H2O,加入酸性KMnO4溶液不能过量,判断该滴定终点的现象是溶液恰好变为浅紫红色且半分钟内不恢复为原色,滤渣Ⅱ中除了FeAsO4外,还有Fe(OH)3;
(3)制得的ZnSO4·7H2O需洗涤,洗去残留的其它离子,但不能用水洗,ZnSO4·7H2O易溶于水,难溶于酒精,所以用酒精洗涤或饱和的硫酸锌溶液;
(4)上述流程最后一步向K2ZnO2溶液中加硫酸同时制得ZnSO4·7H2O,还可以得到副产物K2SO4;
(5)回收所得的Cd可用于制造镍镉碱性二次电池,电池的工作时,正极NiO(OH)转化为Ni(OH)2,则充电时电池的正极反应为Ni(OH)2失电子转化为NiO(OH) ,故电极反应为:Ni(OH)2 – e—+ OH— = NiO(OH) + H2O;
(6)KMnO4发生了两个反应:
5Fe2+ + 5As + 3Mn +14H+ = 3Mn2+ + 5FeAsO4↓
5 5 3
x mol x mol 0.6 x mol
MnO4- + 5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
5
0.2(b-x)mol (b-x)mol
x+0.2(b-x)=c
x= 所以n(As)= m(As)=
故As元素的质量分数为:。
点睛:第(6)中,特别容易根据前面的方程式直接计算,而忘了高锰酸钾将Fe2+氧化成Fe3+,再调节pH至4,将其沉淀的过程。所以,流程推断题,一定要思路清晰,目标明确,准确的指导某一步,某一试剂的作用。
19. 第三周期第IVA族 离子键、共价键 H2SiO3(或H4SiO4) 8Al(s)+3Fe3O4(s)=9Fe(s)+4Al2O3(s) △H=-8akJ·mol-1 3Fe3O4+28H++NO3-=9Fe3++NO↑+14H2O
【解析】A俗称磁性氧化铁,即为四氧化三铁;能与氢氟酸反应且不溶于水的酸性氧化物是SiO2,即E为SiO2,根据框图中的转化关系,可知X为铁、Y为O2、Z为Si、D为硝酸、M为硅酸钠、G为硝酸铁;
(1)根据氧原子的核外电子排布,可知氧元素在周期表的第二周期第VIA族;硅酸钠中有离子键、共价键;R的化学式是H2SiO3(或H4SiO4);
(2)ZH4的分子式为SiH4,其电子式为:;
(3)根据热化学方程式的书写方法和书写原则,先写出铝和四氧化三铁反应的化学方程式,再注明状态和焓变;故该反应的热化学方程式为:8Al(s)+3Fe3O4(s)=9Fe(s)+4Al2O3(s)△H=-8a?kJ/mol;
(4)四氧化三铁和硝酸反应是,铁元素均被氧化到最高价,硝酸中氮元素被还原到+2价,故发生反应的离子方程式为3Fe3O4+28H++NO3-=9Fe3++NO↑+14H2O。
20.(1)减少实验过程中的热量损失
(2) 不能 因金属易导热 (3)偏低 (4)增加 不变
【解析】在反应中必须尽可能的减少热量的损失,而金属属于热的良导体。所以不能将环形玻璃搅拌棒改为环形金属。若不盖硬纸板,会造成热量的损失,使结果偏低。因为酸和碱的物质的量增加了,所以放出的热量要增加,但中和热不变。
21.CD铜具有良好的传热性能,易使热量扩散,导致热量损失3.4℃-56.8kJ/molB
【解析】
【分析】
(1)将NaOH溶液倒入小烧杯中,不能分几次倒入,否则会导致热量散失,影响测定结果;(2)盐酸和氢氧化钠混合时,用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动,使盐酸与NaOH溶液混合均匀;(4)根据公式Q=△H=△Tcm来计算反应的焓变,并根据热化学方程式的书写方法来写热化学方程式;(5)实验中中和热的实验值往往小于理论值,其主要原因是热量散失,根据图示装置材料分析其原因.
【详解】
(1)倒入氢氧化钠溶液时,必须一次迅速的倒入,目的是减少热量的散失,不能分几次倒入氢氧化钠溶液,否则会导致热量散失,影响测定结果,故选C;(2)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作方法是:用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动;温度计是测量温度的,不能使用温度计搅拌;也不能轻轻地振荡烧杯,否则可能导致液体溅出或热量散失,影响测定结果;更不能打开硬纸片用玻璃棒搅拌,否则会有热量散失,故选D;(3)铜具有良好的传热性能,易使热量扩散,导致热量损失,故搅拌棒不用铜质的;(4)①实验1、2、3、4中温差分别是3.4℃、5. 1℃(误差太大,舍去)、3.3℃、3.5℃,所以温度差平均值3.4℃;②氢氧化钠过量,反应中生成水是0.025mol,所以ΔH=;③A、用滴定管(精量仪器,读数保留到0.01)取所用酸碱溶液的体积,结果更精确,提高实验准确性,选项A错误;B、氢氧化钠溶液溅出时,碱的量减少,会使得中和热数据偏小,这样一定会降低实验准确性,选项B正确;C、大、小烧杯夹层间放的碎泡沫塑料较多,保温效果更好,会提高实验准确性,选项C错误;D、测量HCl溶液的温度计用水洗净再测氢氧化钠,会减少酸和碱之间因为中和反应而导致的热量损失,提高实验的准确度,选项D错误;答案选B.
【点睛】
本题考查了中和热的测定方法,题目难度不大,注意掌握测定中和热的正确方法,明确实验操作过程中关键在于尽可能减少热量散失,使测定结果更加准确.
22.(1)3/5 (2)0.60(2分);ν正_>_ν逆 (3)C8H10 C8H18 19.875吨
【解析】
23.
【解析】
试题分析:(1)0.3mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5KJ的热量,则1mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出2165KJ的热量,反应的热化学方程式为
B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l)
(2)①B2H6(g)+3O2(g)═B2O3(s)+3H2O(l)△H=-2165kJ/mol,
②H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ/moL,
由盖斯定律可知①+②×3得:B2H6(g)+3O2(g)═B2O3(s)+3H2O(g)△H=-2033kJ/mol,
11.2L(标准状况)即0.5mol乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量2033kJ×0.5=1016.5kJ,
故答案为:B2H6(g)+3O2(g)═B2O3(s)+3H2O(l)△H=-2165kJ/mol;1016.5K;
由盖斯定律可知①+②×3得:B2H6(g)+3O2(g)═B2O3(s)+3H2O(g)△H=-2033kJ/mol,
11.2L(标准状况)即0.5mol乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是2033kJ×0.5=1016.5kJ,
考点:考查热化学方程式书写和盖斯定律的计算