題目列表(包括答案和解析)

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14.將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式為:

C(s)+O2(g)===CO2(g);ΔH=-393.5 kJ·mol1

H2(g)+O2(g)===H2O(g);ΔH=-242.0 kJ·mol1

CO(g)+O2(g)===CO2(g);ΔH=-283.0 kJ·mol1

請(qǐng)回答:

(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù),寫出C(s)與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式:________________________________________________________________________。

(2)比較反應(yīng)熱數(shù)據(jù)可知,1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃燒放出的熱量之和比1 mol C(s)完全燃燒放出的熱量多。甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣可以使煤燃燒放出更多的熱量”;乙同學(xué)根據(jù)蓋斯定律做出右面循環(huán)圖:

并據(jù)此認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量與煤直接燃燒放出的熱量相等”。

請(qǐng)分析:甲、乙兩同學(xué)觀點(diǎn)正確的是__________(填“甲”或“乙”);判斷的理由是________________________________________________________________________。

(3)將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣作為燃料和煤直接燃燒相比有很多優(yōu)點(diǎn),請(qǐng)列舉其中的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)水煤氣不僅是優(yōu)良的氣體燃料,也是重要的有機(jī)化工原料。CO和H2在一定條件下可以合成:①甲醇 ②甲醛、奂姿帷、芤宜。試分析當(dāng)CO和H2按1∶1的體積比混合反應(yīng),合成上述________(填序號(hào))物質(zhì)時(shí),可以滿足“綠色化學(xué)”的要求,完全利用原料中的原子,實(shí)現(xiàn)零排放。

解析:根據(jù)蓋斯定律將方程式合并即可得C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g);ΔH=+131.5 kJ·mol1,由此可知煤轉(zhuǎn)化成水煤氣是吸熱反應(yīng),而甲正是忽略了這個(gè)問題,才誤認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化成水煤氣可以使煤燃燒放出更多的熱量”。CO和H2按1∶1反應(yīng)合成物質(zhì)時(shí),可達(dá)到零排放,符合“綠色化學(xué)”的要求,則合成的物質(zhì)的最簡式應(yīng)滿足CH2O,則②、④符合。

答案:(1)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g);ΔH=+131.5 kJ·mol1

(2)乙 甲同學(xué)忽略了煤轉(zhuǎn)化為水煤氣要吸收熱量(或ΔH1=ΔH2H3,且ΔH2>0)

(3)①減少污染、谌紵浞帧、鄯奖氵\(yùn)輸(任寫兩個(gè)) (4)②④

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13.(2008·重慶理綜,13)化學(xué)反應(yīng)N2+3H22NH3的能量變化如圖所示,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是( )

A.N2(g)+3H2(g)2NH3(l);

  ΔH=2(abc) kJ·mol1

B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g);

  ΔH=2(ba) kJ·mol1

C. N2(g)+H2(g)NH3(l);ΔH=(b+ca) kJ·mol1

D. N2(g)+H2(g)NH3(g);ΔH=(a+b) kJ·mol1

解析:通過圖分析起點(diǎn) mol N2(g)+ mol H2(g),變化三階段為①吸收能量a kJ;②放出能量b kJ;③放出能量c kJ到1 mol NH3(l)。故可得熱化學(xué)方程式:

N2(g)+H2(g)NH3(l) ΔH=(abc) kJ·mol1,擴(kuò)大計(jì)量數(shù)后得到A。

答案:A

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12.衛(wèi)星發(fā)射時(shí),用鋁粉與高氯酸銨(NH4ClO4)的混合物為固體燃料,點(diǎn)燃時(shí),鋁粉氧化放熱引發(fā)高氯酸銨分解,其化學(xué)方程式可表示為:2NH4ClO4===N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑,反應(yīng)放出大量的熱,下列有關(guān)此反應(yīng)的敘述中錯(cuò)誤的是( )

A.上述反應(yīng)屬于分解反應(yīng)

B.上述反應(yīng)瞬間產(chǎn)生的大量高溫氣體推動(dòng)衛(wèi)星發(fā)射升空

C.反應(yīng)從能量變化上說,主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蛣?dòng)能

D.在反應(yīng)中高氯酸銨只起氧化劑作用

解析:2NH4ClO4===N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑是分解反應(yīng),同時(shí)產(chǎn)生的大量高溫氣體推動(dòng)衛(wèi)星發(fā)射。從能量變化的角度分析,主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蛣?dòng)能。至于高氯酸銨在反應(yīng)中的作用,由于Cl元素的化合價(jià)由 ―→,N元素的化合價(jià)從 ―→,O元素的化合價(jià)從 ―→,故NH4ClO4在反應(yīng)中既是氧化劑又是還原劑。

答案:D

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11.已知下列熱化學(xué)方程式:

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

Fe2O3(s)+CO(g)===Fe3O4(s)+CO2(g);ΔH=-15.73 kJ/mol

Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g);ΔH=+640.4 kJ/mol

則14 g CO氣體還原足量FeO固體得到Fe固體和CO2氣體時(shí)對(duì)應(yīng)的ΔH約為( )

A.-218 kJ/mol  B.-109 kJ/mol  C.+218 kJ/mol  D.+109 kJ/mol

解析:該問題可以轉(zhuǎn)化為CO(g)+FeO(s)===Fe(s)+CO2(g);ΔH=?所以應(yīng)用蓋斯定律,若把已知給出的3個(gè)熱化學(xué)方程式按照順序編號(hào)為①、②、③,那么[(①-②)×-③]×即可。

答案:B

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10. 下列反應(yīng)中,其反應(yīng)放熱的是( )

①NaOH溶液中加入鹽酸、谟梢掖贾艭2H4 ③鋁熱反應(yīng)、苡陕人徕浿芆2

A.①②   B.②③   C.①③   D.①④

解析:一般來說,化合反應(yīng)、中和反應(yīng)、鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng),分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。B、D選項(xiàng)中的物質(zhì)的制取反應(yīng)都屬于分解反應(yīng),都要吸收熱量,故只能選C。

答案:C

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9.如圖所示,把盛有幾小塊鎂片的試管放入盛有25℃的飽和石灰水的燒杯中,再用滴管向試管中滴入2 mL的稀鹽酸。下列對(duì)燒杯中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述及原因說明中正確的是( )

A.燒杯中出現(xiàn)白色渾濁,原因是試管中的反應(yīng)放出熱量使燒杯中飽和石灰水溫度升高,溶  

  質(zhì)析出

B.燒杯中出現(xiàn)白色渾濁,原因是試管中的反應(yīng)吸收熱量使燒杯中飽和石灰水溫度降低,溶 

  質(zhì)析出

C.燒杯中沒有任何現(xiàn)象,原因是試管中的反應(yīng)與燒杯中飽和石灰水沒有關(guān)系

D.燒杯中沒有任何現(xiàn)象,原因是試管中的反應(yīng)既不放出熱量,也不吸收熱量

解析:金屬鎂與酸反應(yīng)放出熱量,而Ca(OH)2的溶解度隨溫度的升高而降低。

答案:A

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8.將V1 mL 1.00 mol·L1 HCl溶液和V2 mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示(實(shí)驗(yàn)中始終保持V1+V2=50 mL)。下列敘述正確的是( )

A.做該實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度為22℃

B.該實(shí)驗(yàn)表明化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能

C.NaOH溶液的濃度約為1.00 mol·L1

D.該實(shí)驗(yàn)表明有水生成的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)

解析:實(shí)驗(yàn)所測量的溫度不是環(huán)境溫度,而是反應(yīng)后溶液的溫度;根據(jù)圖像,當(dāng)V1=30 mL時(shí),反應(yīng)混合液溫度最高,說明此時(shí)二者恰好完全反應(yīng),V2=20 mL,1.00 mol·L1×30 mL=c(NaOH)×20 mL,c(NaOH)=1.5 mol·L1;NH4Cl(s)與Ba(OH)2·8H2O(s)的反應(yīng)也有水生成,但該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。

答案:B

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7. 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化通常表現(xiàn)為熱量的變化,下列圖示能表示Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)過程中能量變化的是( )

解析:Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)過程中吸收熱量,即生成物的總能量大于反應(yīng)物的總能量。

答案:A

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6.  蓋斯定律認(rèn)為:不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分為數(shù)步完成,這個(gè)過程的熱效應(yīng)是相同的。

已知:H2O(g)===H2O(l);ΔH1=-Q1 kJ·mol1

C2H5OH(g)===C2H5OH(l);ΔH2=-Q2 kJ·mol1

C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g);ΔH3=-Q3 kJ·mol1

若使23 g酒精液體完全燃燒,最后恢復(fù)到室溫,則放出的熱量為(kJ)( )

A.Q1+Q2+Q3         B.0.5(Q1+Q2+Q3)

C.0.5Q1-1.5Q2+0.5Q3      D.1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3

解析:23 g酒精為0.5 mol,汽化吸熱0.5 Q2 kJ,0.5 mol酒精生成H2O 1.5 mol,H2O液化放熱1.5Q1 kJ,故23 g酒精液體完全燃燒放出的熱量應(yīng)為:(1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3) kJ。

答案:D

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5. 已知25℃、101 kPa下,石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為:

C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g);ΔH=-393.51 kJ·mol1

C(金剛石,s)+O2(g)===CO2(g);ΔH=-395.41 kJ·mol1

據(jù)此判斷,下列說法中正確的是( )

A.由于石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的能量低

B.由于石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的能量高

C.由于石墨制備金剛石是放熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的能量低

D.由于石墨制備金剛石是放熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的能量高

解析:用石墨燃燒的熱化學(xué)方程式減去金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式得:

C(石墨,s)===C(金剛石,s);ΔH=+1.9 kJ·mol1,由于ΔH>0,所以石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng),即石墨吸收能量才能成為金剛石,故石墨的能量比金剛石的能量低。

答案:A

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