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1、考點6化學反應與能量變化
1.(2013·上海化學·8)糕點包裝中常見的脫氧劑組成為還原性鐵粉、氯化鈉、炭粉等,其脫氧原理與鋼鐵的吸氧腐蝕相同。下列分析正確的是
A.脫氧過程是吸熱反應,可降低溫度,延長糕點保質期
B.脫氧過程中鐵作原電池正極,電極反應為:Fe-3e→Fe3+
C.脫氧過程中碳做原電池負極,電極反應為:2H2O+O2+4e→4OH-
D.含有1.12g鐵粉的脫氧劑,理論上最多能吸收氧氣336mL(標準狀況)
【答案】D
【解析】根據(jù)題意鐵作為電池負極(Fe-2e-=Fe2-) 碳作原電池正極(2H2O+O2+4e=4OH)
因此BC錯誤,脫氧過程是放熱反應,A項
2、錯誤,D項生成的Fe2-繼續(xù)被O2氧化
2.(2013·上海化學·9)將盛有NH4HCO3粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸的大燒杯中。然后向小燒杯中加入鹽酸,反應劇烈,醋酸逐漸凝固。由此可見
A. NH4HCO3和鹽酸的反應是放熱反應
B.該反應中,熱能轉化為產(chǎn)物內部的能量
C.反應物的總能量高于生成物的總能量
D.反應的熱化學方程式為:NH4HCO3+HCl→NH4Cl+CO2↑+H2O-Q
【答案】B
【解析】根據(jù)醋酸逐漸凝固說明該反應是吸熱反應,則AC錯誤,B正確,熱化學方程式的書寫要標出物質的狀態(tài) D錯誤。
3.(2013·北京理綜·6)下列設備工作時,將化學能轉化
3、為熱能的是
【答案】D
【解析】
A、硅太陽能電池是將太陽能直接轉化為電能,故錯誤;B、鋰離子電池將化學能直接轉化為電能,故錯誤;C、太陽能集熱器是將太陽能轉變?yōu)闊崮?,故錯誤;D、燃料燃燒將化學能直接轉化為熱能,故正確。
4.(2013·新課標卷Ⅱ·12)在1200℃時,天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應
H2S(g)+ O2(g)=SO2(g)+H2O(g) △H1
2H2S(g)+SO2(g)=S2(g)+2H2O(g) △H2
H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g) △H3
2S(g) =S2(g)
4、 △H4
則△H4的正確表達式為
A.△H4=(△H1+△H2-3△H3) B.△H4=(3△H3-△H1-△H2)
C.△H4=(△H1+△H2+3△H3) D.△H4= (△H1-△H2-3△H3)
解析:考察蓋斯定律。根據(jù)S守恒原理,要得到方程式4,可以用(方程式1+方程式2—3×方程式2)×;所以,選擇A。
5.(2013·重慶理綜·12)已知:P4(s)+6Cl2(g)=4PCl3(g) ΔH=akJ·mol-1
P4(s)+10Cl2(g)=4PCl5(g) ΔH=?bkJ·mol-1
P4具有正四面體結構,PCl5中P-Cl鍵的鍵能為ck
5、J·mol-1,PCl3中P-Cl鍵的鍵能為1.2ckJ·mol-1
下列敘述正確的是( )
A.P-P鍵的鍵能大于P-Cl鍵的鍵能
B.可求Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(s)的反應熱ΔH
C.Cl-Cl鍵的鍵能kJ·mol-1
D.P-P鍵的鍵能為kJ·mol-1
解析:考察蓋斯定律以及鍵能與反應熱的關系。根據(jù)P4是正四面體,P4有6個P—P鍵,
6E(P—P)+6(Cl—Cl)—12×1.2c=a, 6E(P—P)+10(Cl—Cl)—20c=b, Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(g) △H=( bkJ·mol-1—akJ·mol-1)/4
6、。A項,E(P—P)
7、) +6N2(g)的△H為
A.12△H3+5△H2-2△H1 B.2△H1-5△H2-12△H3
C.12△H3-5△H2 -2△H1 D.△H1-5△H2-12△H3
[答案]A
[解析]:蓋斯定律常規(guī)考查。
7.(2013·福建理綜·11)某科學家利用二氧化鈰(CeO2)在太陽能作用下將H2O、CO2轉變成H2、CO。其過程如下:
下列說法不正確的是
A.該過程中CeO2沒有消耗
B.該過程實現(xiàn)了太陽能向化學能的轉化
C.右圖中△H1=△H2+△H3
D.以CO和O2構成的堿性燃料電池的負極反應式為 CO+4OH——2e—=CO32—+2H2O
8、
【知識點】蓋斯定律,化學反應中的能量變化,電極反應式的書寫
【答案】C
【解析】A 項,我們把兩個反應相疊加就可以得到,所以CeO2 沒有消耗;B 項,該反應實現(xiàn)了太陽能向化學能的轉化;C 項,根據(jù)所給的關系可知△H3=-(△H2+△H1);D 項,堿性燃料電池的總反應為2CO+4OH—+O2—=2CO32—+2H2O, 負極反應是CO+4OH——2e—=CO32—+2H2O, 正極反應是O2+2H2O—4e—=4OH—。
8.(15分)(2013·新課標卷I·28)
二甲醚(CH3OCH3)是無色氣體,可作為一種新型能源,由合成氣(組成為H2、CO、和少量CO2)直接制備二甲
9、醚,其中主要過程包括以下四個反應:
①CO(g)+ 2H2(g) = CH3OH(g)????????????????? △H1=-90.1 kJ·mol-1
②CO2(g)+ 3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g)??????? ????△H2=-49.0 kJ·mol-1
水煤氣變換反應:????
③CO(g) + H2O (g)=CO2(g)+H2(g)??????????? ?△H3=-41.1 kJ·mol-1
二甲醚合成反應:
④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)?????????? △H4=-24.5 kJ·mol-1
⑴
10、Al2O3是合成氣直接制備二甲醚反應催化劑的主要成分之一。工業(yè)上從鋁土礦制備較高純度Al2O3的主要工藝流程是?????????????????? ?(以化學方程式表示)
⑵分析二甲醚合成反應④對于CO轉化率的影響?????????????????????。
⑶由H2和CO直接制備二甲醚(另一產(chǎn)物為水蒸氣)的熱化學方程式為?????????????? 。
⑷有研究者在催化劑(含Cu-Zn-Al-O和Al2O3),壓強為5.0MPa的條件下由H2和CO直接制備二甲醚,結果如下圖所示。其中CO轉化率隨溫度升高而降低的原因是____________。
⑸二甲醚直接燃料電池具有啟動快
11、,效率高等優(yōu)點,其能量密度高于甲醇直接燃燒燃料電池(5.93kW·h·kg-1),若電解質為酸性,二甲醚直接燃料電池的負極反應為_______________。
一個二甲醚分子經(jīng)過電化學氧化,可以產(chǎn)生___________個電子的電量;該電池理論輸出電壓1.20V,能量密度E=_____(列式計算,能量密度=電池輸出電能/燃料質量,1kW·h=3.6×105J )
【答案】(1)Al2O3(鋁土礦)+2NaOH=2NaAlO2+H2O;NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓;
(2)消耗甲醇,促進甲醇合成反應①平衡向右移,CO轉化率增大,生成的H2O通過
12、水煤氣反應消耗部分CO
(3)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g);ΔH=-204.7kJ/mol;該反應分子數(shù)減小,壓強升高平衡右移,CO和H2的轉化率增大,CH3OCH3產(chǎn)率增加,壓強升高使CO和H2的濃度增加,反應速率增大。
9.(2013·江蘇化學·20)(14分)磷是地殼中含量較為豐富的非金屬元素,主要以難溶于水的磷酸鹽如Ca3(PO4)2等形式存在。它的單質和化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應用。
(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定條件下反應獲得。相關熱化學方程式如下:
2Ca3(PO4)2(s)+10
13、C(s)=6CaO(s)+P4(s)+10CO(g) △H1=+3359.26 kJ·mol-1
CaO(s)+SiO2(s)=CaSiO3(s) △H2=-89.61 kJ·mol-1
2Ca3(PO4)2(s)+6SiO2(s)+10C(s)=6CaSiO3(s)+P4(s)+10CO(g) △H3
則△H3= kJ·mol-1。
(2)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒,解毒原理可用下列化學方程式表示:
11P4+60CuSO4+96H2O=20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4
14、
60molCuSO4能氧化白磷的物質的量是
。
(3)磷的重要化合物NaH2PO4、Na2HPO4和Na3PO4可通過H3PO4與NaOH溶液反應獲得,含磷各物種的分布分數(shù)(平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分數(shù))與pH 的關系如右圖所示。
①為獲得盡可能純的NaH2PO4,pH應控制在 ;pH=8時,溶液中主要含磷物種濃度大小關系為 。
②Na2HPO4溶液顯堿性,若向溶液中加入足量的CaCl2溶液,溶液則顯酸性,其原因是
15、
(用離子方程式表示)。
(4)磷的化合物三氯氧磷()與季戊四醇()以物質的量之比2:1 反應時,可獲得一種新型阻燃劑中間體X,并釋放出一種酸性氣體。季戊四醇與X 的核磁共振氫譜如下圖所示。
①酸性氣體是 (填化學式)。
②X的結構簡式為 。
【參考答案】
20.(14分)
(1)2821.6 (2)3mol
(3)①4~5
16、.5(介于此區(qū)間內的任意值或區(qū)間均可) c(HPO42-)>c(H2PO4-)
②3Ca2++2HPO42-=Ca3(PO4)2↓+2H+
(4)①HCl ②
【解析】本題圍繞磷及其化合物展開,涉及元素化合物性質、熱化學方程式、氧化還原反應判斷、離子反應方程式的書寫、讀圖讀表、pH控制、核磁共振氫譜推結構等的綜合題,是以常見物質相關的化學知識在生產(chǎn)、生活中具體運用的典型試題。
(1)△H3=△H1+6△H2=2821.6kJ·mol-1。
(2)60molCuSO4能氧化白磷的物質的量先看銅從正二價變?yōu)檎粌r得60mol電子,P4變H3PO4失20mol電子,因此,60molCuSO4能氧化白磷的物質的量是3mol。
(3)①為獲得盡可能純的NaH2PO4,pH應控制從圖表中找出H2PO4-分布分數(shù)最在值的區(qū)間,即4~5.5左右。pH=8時,溶液中主要含磷物種濃度大小關系也從圖表中找出,即
c(HPO42-)>c(H2PO4-)
②Na2HPO4溶液顯堿性,若向溶液中加入足量的CaCl2 溶液,溶液則顯酸性,其原因是
有Ca3(PO4)2↓后,溶液中氫離子濃度增加。