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题型:简答题
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简答题 · 14 分

为倡导“节能减排”和“低碳经济”,降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,科学家正在研究如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g),

(1)上图表示该反应过程中能量变化,则该反应为          反应(填“吸热”或“放热”),判断依据是                                         ;

(2)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如下图所示的电池装置。

①该电池正极的电极反应式为:                                           ;

② 工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池总反应的化学方程式为:               ;

(3)已知在常温常压下:

① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)        ΔH = -1275.6 kJ/mol

② 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g)                      ΔH = -566.0 kJ/mol

③ H2O(g) = H2O(l)                    ΔH = -44.0 kJ/mol

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:                ;

(4)为了消除污染,在一定条件下,向含有甲醇的废水中加入一定量的稀硝酸,会有N2等物质生成。若参加反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为6∶5,写出该反应的化学方程式                   ;在此反应过程中若消耗32 g 甲醇,将转移

mol 电子。

正确答案

见解析。

解析

(1)放热;    生成物总能量低于反应物总能量 ;              

(2) ① O2 + 2H2O +  =    ;                          

② 2CH3OH + 3O2 + 4KOH = 2K2CO3 + 6H2O   ;         

(3)CH3OH(l) + O2(g) = CO(g) + 2H2O(l)   ΔH =﹣442.8 kJ∕mol   ;  

(4)5CH3OH + 6HNO3  = 3N2 ↑ + 5CO2 ↑ + 13H2O  ;  6  。

知识点

热化学方程式用盖斯定律进行有关反应热的计算电极反应和电池反应方程式
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题型:简答题
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简答题 · 8 分

在构成宇宙万物的一百多种元素中,金属约占了80%,它们在现代工业和新材料、新技术研究中具有至关重要的意义。现有a、b、c、d四种金属元素,a是人体内含量最多的金属元素,b是地壳中含量最多的金属元素,c是海水中含量最多的金属元素,d是人类冶炼最多的金属元素。

(1)元素a在元素周期表中的位置为    ;a原子的核外能量不同的电子有    种。

(2)下列可以证明b、c金属性强弱的是     。

A,最高价氧化物对应水化物的溶解性:bc

B,单质与水反应的剧烈程度:bc

 C,相同条件下,氯化物水溶液的pH值:bc

 D,c可以从b的氯化物水溶液中置换出b

(3)人类冶炼d的时候一般得到的是d的合金,潮湿环境中其表面会产生一层水膜,从而发生腐蚀。下列关于该腐蚀的说法正确的是     。

A,腐蚀过程中,一定会有气体放出

B,腐蚀过程中,水膜的碱性会增强

C,在酸性条件下,负极的电极反应式为:

D,与电源的负极相连,可以防止发生这种腐蚀

(4)d单质在高温下会与水蒸气反应生成一种黑色固体和一种易燃性气体,且每生成1 mol该易燃气体放出37.68 kJ热量,请写出此反应的热化学方程式:                           。

正确答案

(1)   第四周期ⅡA族  )  6种  

(2) BC  

(3) BD  

(4)3Fe (s) + 4H2O (g) → Fe3O4 (s) +4H2 (g) +150.72kJ  

解析


知识点

元素周期律的应用热化学方程式
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

根据碘与氢气反应的热化学方程式,下列判断正确的是

① I2(g)+ H2(g) 2HI(g) △H=-9.48 kJ/mol

② I2(s)+ H2(g) 2HI(g)  △H=+26.48 kJ/mol

A254g I2(g)中通入2g H2(g),反应放热9.48 kJ

B当反应②吸收52.96kJ热量时转移2mole

C反应②的反应物总能量比反应①的反应物总能量低

D1 mol固态碘与1 mol气态碘所含能量相差17.00 kJ

正确答案

C

解析

知识点

有关反应热的计算热化学方程式
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

开发、使用清洁能源发展“低碳经济”,正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料,可制作燃料电池。

(1)已知:①2CH3OH(l)+ 3O2(g)= 2CO2(g)+ 4H2O(g)ΔH1 = –1275.6 kJ·mol– 1

②2CO(g)+ O2(g)= 2CO2(g)   ΔH2 = –566.0 kJ·mol– 1

③H2O(g)= H2O(l) ΔH3 = –44.0 kJ·mol– 1写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:__________。

(2)生产甲醇的原料CO和H2来源于:CH4(g)+ H2O(g)CO(g)+ 3H2(g)

① 一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则,Pl        P2;A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC)的大小顺序为__________。(填“<”、“>”“=”)

② 100℃时,将1 mol CH4和2 mol H2O通入容积为100 L的反应室,反应达平衡的标志是:__________。

A. 容器内气体密度恒定

B. 单位时间内消耗0.1 mol CH4同时生成0.3 mol H2

C. 容器的压强恒定

D. 3v正(CH4)= v逆(H2

如果达到平衡时CH4的转化率为0.5,则100℃时该反应的平衡常数K =__________。

(3)某实验小组利用CO(g)、O2(g)、KOH(aq)设计成如图b所示的电池装置,负极的电极反应式为__________。用该原电池做电源,常温下,用惰性电极电解200 mL饱和食盐水(足量),消耗的标准状况下的CO 224 mL,则溶液的pH =__________。(不考虑溶液体积的变化)

(4)氢氧燃料电池的三大优点是:__________、__________、能连续工作。

正确答案

(1)CH3OH(l)+ O2(g)= CO(g)+ 2H2O(l)ΔH = –442。8 kJ·mol– 1

(2)①  <; KC> KB >KA;②CD  2.25×10– 4mol2·mol– 2

(3)CO + 4OH+ 2H2O + 2e;13

(4)污染少、能量利用率高 

解析

略。

知识点

热化学方程式电极反应和电池反应方程式化学平衡状态的判断
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题型:简答题
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简答题 · 16 分

I: 已知在常温常压下:

① 2CH3OH(l)十3O2(g)   2CO2(g)+4H2O(g)  △H= -1275.6 kJ·mol—1

② H2O(l)    H2O(g)                     △H=+ 44.0 kJ.mo—1

写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式                                          。

II:磷酸(H3PO4)在水溶液中各种存在形式物质的量分数δ随pH的变化曲线如下图:

(1)在Na3PO4溶液中,c(Na)/c(PO43-)       3(填“>”“=”“<”),向Na3PO4溶液中滴入稀盐酸后 ,pH从10降低到5的过程中发生的主要反应的离子方程式为                                     。

(2)从图中推断NaH2PO4溶液中各种微粒浓度大小关系正确的是           。(填选项字母)

a、 C(Na+)> C(H2PO4 -)>  C(H+)>  C(HPO4 2-)> C(H3PO4

b、 C(Na+)> C(H2PO4 -)>  C(OH-)>  C( H3PO4)> C(HPO4 2-

c、 C(H+)+ C(Na+)=C(OH-)+C(H2PO4)+2C(HPO42-)+3C(PO43-)+C(H3PO4

d、 C(Na+)=C(H2PO4)+C(HPO42-)+C(PO43-)+C(H3PO4

(3)假设25℃条件下测得0.1 mol·L–1的Na3PO4溶液的pH=12 ,近似计算出Na3PO4的第一步水解的水解常数Kh (写出计算过程,忽略Na3PO4的第二、第三步水解,结果保留两位有效数字)。

III,化学在环境保护中起着十分重要的作用,电化学降解法可用于治理酸性水中的硝酸盐污染。电化学降解NO3的原理如下图所示。

电源正极为        (填A或B),阴极反应式为                                 。

正确答案

见解析

解析

I:CH3OH(g)+3/2 O2(g)= CO2(g)+2H2O(l)  △H=-725.8kJ/mol  (2分)

II:(1)>        HPO4 2- +  H+ ===  H2PO4 -     (每空2分,共4分)

(2)ad(2分)

(3)PO43-   +  H2O   HPO4 2- +  OH-    (1分)

起始浓度(mol·L–1): 0.1                 0       0

变化浓度(mol·L–1): 0.01               0.01     0.01

平衡浓度(mol·L–1): 0.09               0.01     0.01   (1分)

Kh  === C (HPO4 2-)× C(OH-/  C( PO43- )===   0.01 × 0.01 / 0.09 === 1.1 × 10 -3 mol·L–1

(2分,共4分)

II: A

2NO3-+10e-+12H+=6H2O +N2↑    (每空2分,共4分)

知识点

热化学方程式电极反应和电池反应方程式离子浓度大小的比较
下一知识点 : 用盖斯定律进行有关反应热的计算
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