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1、
考點(diǎn)6 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
1.(2013上?;瘜W(xué)8)糕點(diǎn)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(yīng),可降低溫度,延長(zhǎng)糕點(diǎn)保質(zhì)期
B.脫氧過程中鐵作原電池正極,電極反應(yīng)為:Fe-3e→Fe3+
C.脫氧過程中碳做原電池負(fù)極,電極反應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)狀況)
【答案】D
【解析】根據(jù)題意鐵作為電池負(fù)極(Fe-2e-=Fe2-) 碳作原電池正極(2H2O+O2+4e=4OH)
因此BC錯(cuò)誤,脫氧過程是放熱反應(yīng)
2、,A項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)生成的Fe2-繼續(xù)被O2氧化
2.(2013上?;瘜W(xué)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(yīng)劇烈,醋酸逐漸凝固。由此可見
A. NH4HCO3和鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)
B.該反應(yīng)中,熱能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量
C.反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量
D.反應(yīng)的熱化學(xué)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(yīng)是吸熱反應(yīng),則AC錯(cuò)誤,B正確,熱化學(xué)方程式的書寫要標(biāo)出物質(zhì)的狀態(tài) D錯(cuò)誤。
3.(2013北京理綜6)下列設(shè)備工作時(shí),將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為
3、熱能的是
【答案】D
【解析】
A、硅太陽能電池是將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能,故錯(cuò)誤;B、鋰離子電池將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,故錯(cuò)誤;C、太陽能集熱器是將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,故錯(cuò)誤;D、燃料燃燒將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為熱能,故正確。
ks5u
4.(2013新課標(biāo)卷Ⅱ12)在1200℃時(shí),天然氣脫硫工藝中會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)
H2S(g)+ O2(g)=SO2(g)+H2O(g) △H1
2H2S(g)+SO2(g)= 32S2(g)+2H2O(g) △H2
1 / 9
H2S(g)+ 12O2(g)=S(g)+H2O(g) △H3
2S(g)
4、=S2(g) △H4
則△H4的正確表達(dá)式為
A.△H4=(△H1+△H2-3△H3) B.△H4= 23(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=akJmol-1
P4(s)+10Cl2(g)=4PCl5(g) ΔH=bkJmol-1
P4具有正四面體結(jié)構(gòu),PCl5
5、中P-Cl鍵的鍵能為ckJmol-1,PCl3中P-Cl鍵的鍵能為1.2ckJmol-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(yīng)熱ΔH
C.Cl-Cl鍵的鍵能kJmol-1
D.P-P鍵的鍵能為kJmol-1
解析:考察蓋斯定律以及鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系。根據(jù)P4是正四面體,P4有6個(gè)P—P鍵,
6E(P—P)+6(Cl—Cl)—121.2c=a, 6E(P—P)+10(Cl—Cl)—20c=b, Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(g) △H=( bkJmol-1—akJmol
6、-1)/4。A項(xiàng),E(P—P)
7、g) +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(xué)家利用二氧化鈰(CeO2)在太陽能作用下將H2O、CO2轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)了太陽能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化
C.右圖中△H1=△H2+△H3
D.以CO和O2構(gòu)成的堿性燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為 CO+4OH——2e—=CO32—+2H
8、2O
【知識(shí)點(diǎn)】蓋斯定律,化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,電極反應(yīng)式的書寫
【答案】C ks5u
【解析】A 項(xiàng),我們把兩個(gè)反應(yīng)相疊加就可以得到,所以CeO2 沒有消耗;B 項(xiàng),該反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了太陽能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化;C 項(xiàng),根據(jù)所給的關(guān)系可知△H3=-(△H2+△H1);D 項(xiàng),堿性燃料電池的總反應(yīng)為2CO+4OH—+O2—=2CO32—+2H2O, 負(fù)極反應(yīng)是CO+4OH——2e—=CO32—+2H2O, 正極反應(yīng)是O2+2H2O—4e—=4OH—。
8.(15分)(2013新課標(biāo)卷I28)
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
9、接制備二甲醚,其中主要過程包括以下四個(gè)反應(yīng):
①CO(g)+ 2H2(g) = CH3OH(g) △H1=-90.1 kJmol-1
②CO2(g)+ 3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-49.0 kJmol-1
水煤氣變換反應(yīng):
③CO(g) + H2O (g)=CO2(g)+H2(g) △H3=-41.1 kJmol-1
二甲醚合成反應(yīng):
④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=-24.5 kJmol-1
⑴Al2O3是合成氣直接制備二甲醚反應(yīng)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
10、程是 (以化學(xué)方程式表示)
⑵分析二甲醚合成反應(yīng)④對(duì)于CO轉(zhuǎn)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(xué)方程式為 。
⑷有研究者在催化劑(含Cu-Zn-Al-O和Al2O3),壓強(qiáng)為5.0MPa的條件下由H2和CO直接制備二甲醚,結(jié)果如下圖所示。其中CO轉(zhuǎn)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(dòng)快,效率高等優(yōu)點(diǎn),其能量密度高于甲醇直接燃燒燃料電池(5.93kWhkg-1),若電解質(zhì)為酸性,二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為_______________。
一個(gè)二甲醚分子經(jīng)過電化學(xué)氧化,可以產(chǎn)生___
11、________個(gè)電子的電量;該電池理論輸出電壓1.20V,能量密度E=_____(列式計(jì)算,能量密度=電池輸出電能/燃料質(zhì)量,1kWh=3.6105J )
【答案】(1)Al2O3(鋁土礦)+2NaOH=2NaAlO2+H2O;NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓;
(2)消耗甲醇,促進(jìn)甲醇合成反應(yīng)①平衡向右移,CO轉(zhuǎn)化率增大,生成的H2O通過水煤氣反應(yīng)消耗部分CO
(3)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g);ΔH=-204.7kJ/mol;該反應(yīng)分子數(shù)減小,壓強(qiáng)升高平衡右移,CO和H2的轉(zhuǎn)化率增大,CH3OCH3產(chǎn)率增加,
12、壓強(qiáng)升高使CO和H2的濃度增加,反應(yīng)速率增大。
9.(2013江蘇化學(xué)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(zhì)和化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。
(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定條件下反應(yīng)獲得。相關(guān)熱化學(xué)方程式如下:
2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=6CaO(s)+P4(s)+10CO(g) △H1=+3359.26 kJmol-1
CaO(s)+SiO2(s)=CaSiO3(s) △H2=-89.61 kJm
13、ol-1
2Ca3(PO4)2(s)+6SiO2(s)+10C(s)=6CaSiO3(s)+P4(s)+10CO(g) △H3
則△H3= kJmol-1。
(2)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒,解毒原理可用下列化學(xué)方程式表示:
11P4+60CuSO4+96H2O=20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4
60molCuSO4能氧化白磷的物質(zhì)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(yīng)獲
14、得,含磷各物種的分布分?jǐn)?shù)(平衡時(shí)某物種的濃度占各物種濃度之和的分?jǐn)?shù))與pH 的關(guān)系如右圖所示。
①為獲得盡可能純的NaH2PO4,pH應(yīng)控制在 ;pH=8時(shí),溶液中主要含磷物種濃度大小關(guān)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
(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(zhì)的量之比2:1 反應(yīng)時(shí),可獲得一
15、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(xué)式)。
②X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。
【參考答案】
20.(14分)
(1)2821.6 (2)3mol
(3)①4~5.5(介于此區(qū)間內(nèi)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
16、元素化合物性質(zhì)、熱化學(xué)方程式、氧化還原反應(yīng)判斷、離子反應(yīng)方程式的書寫、讀圖讀表、pH控制、核磁共振氫譜推結(jié)構(gòu)等的綜合題,是以常見物質(zhì)相關(guān)的化學(xué)知識(shí)在生產(chǎn)、生活中具體運(yùn)用的典型試題。
(1)△H3=△H1+6△H2=2821.6kJmol-1。
(2)60molCuSO4能氧化白磷的物質(zhì)的量先看銅從正二價(jià)變?yōu)檎粌r(jià)得60mol電子,P4變H3PO4失20mol電子,因此,60molCuSO4能氧化白磷的物質(zhì)的量是3mol。
(3)①為獲得盡可能純的NaH2PO4,pH應(yīng)控制從圖表中找出H2PO4-分布分?jǐn)?shù)最在值的區(qū)間,即4
~5.5左右。pH=8時(shí),溶液中主要含磷物種濃度大小關(guān)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。ks5u
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