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高二化学试题:化学反应及能量变化测评卷非选择题三

编辑:sx_zhangh

2014-02-20

你还在为高中化学学习而苦恼吗?别担心,看了“高二化学试题:化学反应及能量变化测评卷非选择题三”以后你会有很大的收获:

高二化学试题:化学反应及能量变化测评卷非选择题三

19.(8分)“西气东输”是西部大开发的重点工程,这里的“气”指天然气,其主要成分为甲烷。

(1)工业上将炭与水在高温下反应制得水煤气,水煤气的主要成分是CO和H2,它们的体积比约为1∶1。已知:

2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH=-566 kJ/mol

2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH=-572 kJ/mol

CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890 kJ/mol

若不考虑水煤气中其他成分,相同状况下要获得相等的热量,所需甲烷与水煤气的体积比约为__________,它们燃烧生成的CO2的物质的量之比约为__________。以甲烷代替水煤气作民用燃气,其优点之一是__________。

(2)某化工生产中用甲烷和水蒸气反应得到CO和H2为主的混合气,这种混合气可用于生产甲醇或合成氨,对甲烷而言,有如下两个主要反应:

①CH4(g)+1/2O2(g)===CO(g)+2H2(g)ΔH1=-36 kJ/mol

②CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)ΔH2=+216 kJ/mol

由反应①②推出总反应热为零的总反应方程式为________________________________;求进料气中空气(O2的体积分数为21%)与水蒸气的体积比为__________。

解析:(1)1 mol水煤气即CO和H2各0.5 mol,则知0.5 mol CO放热141.5 kJ,0.5 mol H2放热143 kJ,共放热284.5 kJ,而1 mol CH4放热890 kJ,即得1∶3(或569∶1 780);根据CO~CO2的关系式,3 mol水煤气燃烧生成(0.5×3) mol CO2,根据CH4~CO2的关系式,1 mol CH4燃烧生成1 mol CO2,从而得到2∶3(或569∶890)。

(2)根据盖斯定律:n1ΔH1+n2ΔH2=ΔH3=0,所以有:

n2(n1)=-ΔH1(ΔH2)=--36 kJ/mol(216 kJ/mol)=6

总反应热为零的反应方程式为6×①+②,即

7CH4(g)+3O2(g)+H2O(g)===7CO(g)+15H2(g)ΔH3=0

从方程式可知:进料气中V(O2)∶V[H2O(g)]=3∶1,则

V(水蒸气)(V(空气))=V[H2O(g)](V(O2)/0.21)=1(3/0.21)=14.3∶1。

以甲烷代替水煤气作民用燃气的优点是:燃烧值高(或用气量少;经济实惠;节省投资;减少碳氧化合物排放量;减少燃煤用量;有利于保护环境;提高使用安全性;使煤更多地得以综合利用)。

答案:(1)1∶3(或569∶1 780)2∶3(或569∶890)燃烧值高(2)7CH4(g)+3O2(g)+H2O(g)===7CO(g)+15H2(g)ΔH3=014.3∶1

20.(8分)由甲、乙两人组成的实验小组,在同样的实验条件下,用同样的实验仪器和方法步骤进行两组中和热测定的实验,实验试剂及其用量如下表。

反应物

起始温度

T1/

终了温度

T2/

中和热

kJ/mol

1.0 mol/L HCl溶液50 mL1.1 mol/L NaOH溶液50 mL

13.0

 

ΔH1

1.0 mol/L HCl溶液50 mL1.1 mol/L NH3·H2O溶液50 mL

13.0

 

ΔH2

(1)实验中碱液过量的目的是________________________。

(2)甲在实验之前预计ΔH1=ΔH2,他的根据是_____________ _________________________;乙在实验之前预计ΔH1≠ΔH2,他的根据是__________________________________________。

(3)实验测得的温度是:①的起始温度13.0℃、终了温度19.8℃;②的起始温度13.0℃、终了温度19.3℃。设充分反应后溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃),忽略实验仪器的比热容,则ΔH1=__________;ΔH2=__________(已知溶液密度均为1 g/cm3)。

解析:(1)中和热的测定属于定量实验,发生反应的酸和碱必须有一方是过量的。在由两种或多种物质构成的化学反应中,欲使某一种物质完全反应,让其他物质过量是有效措施之一。

(2)在上表的信息中,除了NaOH和NH3·H2O的碱性强弱程度不同外,其他都相同。

(3)ΔH=-m·c·(T2-T1)/n(H2O),n(H2O)=0.050 mol。

答案:(1)保证酸完全反应,减小实验误差

(2)①②中酸与碱的元数、物质的量浓度、溶液体积都相同NaOH是强碱,NH3·H2O是弱碱

(3)-56.9 kJ/mol-52.7 kJ/mol

21.(9分)写出温度为298K时,下列反应的热化学方程式:

(1)3 mol NO2(g)与1 mol H2O(l)反应生成HNO3(aq)和NO(g),放热138 kJ。

_______________________________________________________

(2)用CO还原1 mol Fe2O3,放热24.8 kJ。

_______________________________________________________

(3)1 mol HgO(s)分解为液态汞和氧气,吸热90.7 kJ。

_______________________________________________________

答案:(1)3NO2(g)+H2O(l)===2HNO3(aq)+NO(g)ΔH=-138 kJ/mol

(2)3CO(g)+Fe2O3(s)===2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=-24.8 kJ/mol

(3)2HgO(s)===2Hg(l)+O2(g)ΔH=+181.4 kJ/mol

22.(6分)1 mol气态钠离子和1 mol气态氯离子结合生成1 mol氯化钠晶体释放出的热能为氯化钠晶体的晶格能。

(1)下列热化学方程式中,能直接表示出氯化钠晶体晶格能的是__________。

A.Na+(g)+Cl-(g)===NaCl(s)ΔH

B.Na(s)+2(1)Cl2(g)===NaCl(s)ΔH1

C.Na(s)===Na(g)ΔH2

D.Na(g)-e-===Na+(g)ΔH3

E.2(1)Cl2(g)===Cl(g)ΔH4

F.Cl(g)+e-===Cl-(g)ΔH5

(2)写出ΔH1与ΔH、ΔH2、ΔH3、ΔH4、ΔH5之间的关系式

_______________________________________________________

答案:(1)A

(2)ΔH1=ΔH+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5

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