17.(09年安徽理綜·25)(17分)
W、X、Y、Z是周期表前36號元素中的四種常見元素,其原子序數一次增大。W、Y的氧化物是導致酸雨的主要物質,X的基態原子核外有7個原子軌道填充了電子,Z能形成紅色(或磚紅色)的Z2O和黑色的ZO兩種氧化物。
(1)W位于元素周期表第 周期第 族。W的氣態氫化物穩定性比
H2O(g) (填“強”或“弱”)。
(2)Y的基態原子核外電子排布式是 ,Y的第一電離能比X的 (填“大”或“小”)。
(3)Y的最高價氧化物對應水化物的濃溶液與Z的單質反應的化學方程式是 。
Fe(s)+O2(g)=FeO(s) △H=-272.0kJ·mol-1 2X(s)+O2(g)=X2O3(s) △H=-1675.7kJ·mol-1
X的單質和FeO反應的熱化學方程式是
。
答案:(1)二 VA 弱
(2)1s22s22p63s23p4 大
(3)Cu +
2H2SO4(濃)
CuSO4 + SO2↑+ 2H2O
(4)3FeO(s)
+ 2Al(s)
Al2O3(s) + 3Fe(s)
△H=-859.7KJ/mol
解析:首先推出題中幾種元素,W、Y的氧化物是導致酸雨的主要物質,在結合原子序數的大小可知,W是氮元素,Y是硫元素,X的基態原子核外有7個原子軌道填充了電子,根據基態原子核外電子所遵循的原則,可以寫出電子排布式為:1s22s22p63s23p1,X為鋁元素,Z能夠形成紅色的Z2O和黑色的ZO兩種氧化物,推知Z為銅元素,兩種氧化物分別為Cu2O和CuO。
16.(10分)(08年江蘇化學·18)“溫室效應”是全球關注的環境問題之一。CO2是目前大氣中含量最高的一種溫室氣體。因此,控制和治理CO2是解決溫室效應的有效途徑。
(1)下列措施中,有利于降低大氣中CO2濃度的有: 。(填字母)
a.減少化石燃料的使用 b.植樹造林,增大植被面積
c.采用節能技術 d.利用太陽能、風能
(2)將CO2轉化成有機物可有效實現碳循環。CO2轉化成有機物的例子很多,如:
a.6CO2 + 6H2OC6H12O6+6O2 b.CO2 + 3H2
CH3OH +H2O
c.CO2 + CH4CH3COOH
d.2CO2
+ 6H2
CH2==CH2 + 4H2O
以上反應中,最節能的是 ,原子利用率最高的是 。
(3)文獻報道某課題組利用CO2催化氫化制甲烷的研究過程如下:
反應結束后,氣體中檢測到CH4和H2,濾液中檢測到HCOOH,固體中檢測到鎳粉和Fe3O4。CH4、HCOOH、H2的產量和鎳粉用量的關系如下圖所示(僅改變鎳粉用量,其他條件不變):
研究人員根據實驗結果得出結論:
HCOOH是CO2轉化為CH4的中間體,即:CO2HCOOH
CH4
①寫出產生H2的反應方程式 。
②由圖可知,鎳粉是 。(填字母)
a.反應Ⅰ的催化劑 b.反應Ⅱ的催化劑
c.反應Ⅰ、Ⅱ的催化劑 d.不是催化劑
③當鎳粉用量從1 mmol增加到10 mmol,反應速率的變化情況是 。(填字母)
a.反應Ⅰ的速率增加,反應Ⅱ的速率不變
b.反應Ⅰ的速率不變,反應Ⅱ的速率增加
c.反應Ⅰ、Ⅱ的速率均不變
d.反應Ⅰ、Ⅱ的速率均增加,且反應Ⅰ的速率增加得快
e.反應Ⅰ、Ⅱ的速率均增加,且反應Ⅱ的速率增加得快
f.反應Ⅰ的速率減小,反應Ⅱ的速率增加
答案:(10分)(1)abcd (2)a c
(3)①3Fe+4H2OFe3O4+2H2 ②c ③e
解析:控制和治理CO2是解決溫室效應的有效途徑可以控制源頭,也可以吸收大氣中CO2,光合作用利用了太陽能為最節能,反應物中的原子全部轉化為有機物,為原子利用率最高。由反應原料為鐵和水,故3Fe+4H2OFe3O4+2H2,使用催化劑可加快反應速率,根據CH4、HCOOH、H2的產量和鎳粉用量的關系圖可知,反應Ⅱ的速率均增加得快。
15.(10分)(08年江蘇化學·17)工業上制備BaCl2的工藝流程圖如下:
某研究小組在實驗室用重晶石(主要成分BaSO4)對工業過程進行模擬實驗。查表得
BaSO4(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s)
△H1 = 571.2 kJ·mol-1 ①
BaSO4(s) + 2C(s)2CO2(g) + BaS(s) △H2= 226.2 kJ·mol-1 ②
(1)氣體用過量NaOH溶液吸收,得到硫化鈉。Na2S水解的離子方程式為 。
(2)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,當兩種沉淀共存時,=
。
[Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgCl)=2.0×10-10]
(3)反應C(s) + CO2(g)2CO(g)的△H= kJ·mol-1。
(4)實際生產中必須加入過量的炭,同時還要通入空氣,其目的是
, 。
答案:(10分)(1)S2-
+ H2OHS- +OH- HS- + H2O
H2S +OH-(可不寫)
(2)2.7×10-3 (3)172.5
(4)使BaSO4得到充分的還原(或提高BaS的產量) ①②為吸熱反應,炭和氧氣反應放熱維持反應所需高溫
解析:Na2S水解實際上是二元弱酸根S2水解,因分兩步,向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,當兩種沉淀共存時,兩種沉淀的平衡體系中銀離子濃度是一樣的,=[Ksp(AgBr) /Ksp(AgCl) =2.7×10-3,
反應C(s) + CO2(g)
2CO(g)的△H3等于△H1減去△H2。實際生產中必須加入過量的炭,同時還要通入空氣,其目的是炭和氧氣反應放熱維持反應所需高溫來維持反應①②所需熱量。
14.(12分)(08年山東理綜·29)北京奧運會“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8),亞特蘭大奧運會火炬燃料是丙烯(C3H6)。
(1)丙烷脫氫可得丙烯。
已知:C3H8(g)=CH4(g)+HCCH(g)+H2(g) △H1=156.6
kJ·mol-1
CH3CH=2(g)=CH4(g)+HCCH(g ) △H2=32.4 kJ·mol-1
則相同條件下,反應C3H8(g)=CH3CH H2(g)+H2(g) 的△H= kJ·mol-1。
(2)以丙烷為燃料制作新型燃料電池,電池的正極通入O2和CO2,負極通入丙烷,電解質是熔融碳酸鹽。電池反應方程式為 ;放電時CO32-移向電池的 (填“正”或“負”)極。
(3)碳氫化合物完全燃燒生成CO2和H2O。常溫常壓下,空氣中的CO2溶于水,達到平衡時,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10-5
mol·L-1。若忽略水的電離及H2CO3的第二級電離,則H2CO3HCO3-+H+的平衡常數K1=
。(已知10-5.60=2.5×10-6)
(4)常溫下,0.1 mol·L-1NaHCO3溶液的pH大于8,則溶液中c(H2CO3) c(CO32-)(填“>”、“=”或“<”),原因是 (用離子方程式和必要的文字說明)。
答案:
(1)124.2 (2)C3H8+5O2=3CO2+4H2O 負 (3)4.2×10-7 mol·L-1
(4)> HCO3-+H2O=CO32-+H3O+(或HCO3-=CO32-+H+)、HCO3-+H2O=H2CO3+OH-,HCO3-的水解程度大于電離程度
解析:(1)將第2個方程式顛倒反寫,然后與第1個方程式相加,即得所求的反應C3H8(g)====CH3CH=CH2 (g)+H2(g),△H也隨方程式的變化關系進行求算:△H=-△H2+△H1=124.2kJ.mol-1。
(2)以丙烷為燃料制作的新型燃料電池,其電池反應方程式為C3H8十502=3C02+4H20,因電子從電池的負極經導線流入了電池的正極,故電池的正極是電子富集的一極,故帶負電荷的離子C032-在電解質溶液中應移向電池的負極而不是正極。
(3)根據電離平衡常數公式可知:
K1=c(H+)c(HCO3-)/c(H2CO3)=10-5.60×10-5.60/l.5×10-5=4.2×10-7mol. L-1。
(4)0.1 mol L-1NaHCO3溶液的pH大于8,說明溶液呈堿性,即c(OH-)>c(H+),因在NaHCO3溶液中存在著兩個平衡:電離平衡HCO3-CO32-+H+,水解平衡: HC03-+H20
H2CO3-+OH-
,其余部分水的電離忽略不計,由c(OH-)>c(H+),說明水解過程大于電離過程,從而推出c(H2CO3)>c(CO32-)
。
13.(11分)(08年廣東化學·19)
碳酸鈉是造紙、玻璃、紡織、制革等行業的重要原料。工業碳酸鈉(鈍度約98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42-等雜質,提純工藝路線如下:
已知碳酸鈉的溶解度(S)隨溫度變化的曲線如下圖所示:
回答下列問題:
(1)濾渣的主要成分為 。
(2)“趁熱過濾”的原因是 。
(3)若在實驗室進行“趁熱過濾”,可采取的措施是 (寫出1種)。
(4)若“母液”循環使用,可能出現的問題及其原因是 。
(5)已知:
Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g) ΔH1=+532.36 kJ·mol-1
Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g) ΔH1=+473.63 kJ·mol-1
寫出Na2CO3·H2O脫水反應的熱化學方程式 。
答案:(1)Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3
(2)使析出的晶體為Na2CO3·H2O,防止因溫度過低而析出Na2CO3·10H2O晶體,令后續的加熱脫水耗時長
(3)用已預熱的布氏漏斗趁熱抽濾
(4)溶解時有大量沉淀生成,使Na2CO3損耗且產物Na2CO3混有雜質 其原因:"母液"中,含有的離子有Ca2+,Na+,Cl-,SO42-,OH-,CO32-,當多次循環后,使用離子濃度不斷增大,溶解時會生成CaSO4,Ca(OH)2,CaCO3等沉淀
(5)Na2CO3·H2O(s)=== Na2CO3(s) + H2O(g)△H= +58.73kJ·mol-1
解析:
(1) 因工業碳酸鈉中含有Mg2+,Fe3+,Ca2+,所以“除雜”中加入過量的NaOH溶液,可生成Mg(OH)2、Fe(OH)3、Ca(OH)2沉淀。
(2) 觀察坐標圖,溫度減少至313K時發生突變,溶解度迅速減少,弱不趁熱過濾將析出晶體。
(3) 思路方向:1.減少過濾的時間 2.保持過濾時的溫度。
(4) 思路:分析“母液”中存在的離子,若參與循環,將使離子濃度增大,對工業生產中哪個環節有所影響。
(5) 通過觀察兩個熱化學方程式,可將兩式相減,從而得到Na2CO3·H2O(S)=Na2CO3(s)+ H2O(g)!
12.(07年山東理綜·28)(11分)二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料,但也是大氣的主要污染物。綜合治理其污染是環境化學當前的重要研究內容之一。
(1)硫酸生產中,SO2催化氧化生成SO3:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
某溫度下,SO2的平衡轉化率(a)與體系總壓強(p)的關系如右圖所示。根據圖示回答下列問題:
①將2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密閉容器中,反應達平衡后,體系總壓強為0.10MPa。該反應的平衡常數等于_____。
②平衡狀態由A變到B時.平衡常數K(A)_______K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160 kJ·mol-1
若用標準狀況下4.48L CH4還原NO2至N2整個過程中轉移的電子總數為______(阿伏加德羅常數的值用NA表示),放出的熱量為______kJ。
(3)新型納米材料氧缺位鐵酸鹽(MFe2Ox 3<x<4,M=Mn、Co、Zn或Ni=由鐵酸鹽(MFe2O4)經高溫還原而得,常溫下,它能使工業廢氣中的酸性氧化物分解除去。轉化流程如圖所示:
請寫出MFe2Ox分解SO2的化學方程式 (不必配平)。
答案:(1)①800L·mol-1 ②= (2)1.60NA(或1.6NA) 173.4 (3)MFe2Ox+SO2→MFe2O4+S
解析:(1)據題意當容器中總壓強為0.10MPa時,SO2的平衡轉化率為0.80,據此可計算得出平衡時c(SO2)=0.040mol·L-1;c(O2)=0.020mol·L-1;c(SO3)=0.16mol·L-1。根據平衡常數的計算式:K==800L·mol-1;只要溫度不變,平衡常數就不改變,在此變化過程中,只有壓強的改變,溫度未發生變化,故K(A)=K(B)。
(2)用標準狀況下4.48LCH4還原NO2 至N2,4.48LCH4的物質的量為0.20mol,在此過程中CH4中碳元素的化合價有-4價升高到+4價,轉化為CO2,失去電子的總物質的量為0.20mol×8= 1.60mol,故轉移電子數為1.60NA。由題目給知的熱化學方程式,根據蓋斯定律可以得出CH4還原NO2至N2的熱化學方程式為:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ·mol-1,則0.2molCH4反應放出的熱量為867 kJ·mol-1×0.2mol=173.4kJ。
(3)此題中反應物已知為MFe2OX和SO2,反應后生成MFe2O4,由MFe2OX轉化為MFe2O4,氧原子數增加,故SO2失去氧原子轉化為S,反應式為:MFe2OX+SO2=MFe2O4+S。
10.(09年廣東文基·68)下列說法正確的是
A.廢舊電池應集中回收,并填埋處理 B.充電電池放電時,電能轉變為化學能
C.放在冰箱中的食品保質期較長,這與溫度對反應速率的影響有關
D.所有燃燒反應都是放熱反應,所以不需吸收能量就可以進行
答案:C
解析:A項廢舊電池應集中回收但不能填埋處理因為電池里的重金屬會污染土地,人吃了這些土地里的蔬菜后,,就會引發疾;B項充電電池放電時,化學能轉變為電能;D項有的燃燒反應是需要吸收一定熱量才可以反應的比如碳的燃燒。
[考點分析]垃圾的處理、電化學、影響化學反應速率因素、化學反應與能量。
11.(09年海南化學·12)已知:Fe2O2(s)+C(s)= CO2(g)+2Fe(s) △H=234.1kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ·mol-1
則2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)的△H是
A.-824.4kJ·mol-1 B.-627.6kJ·mol-1
C.-744.7kJ·mol-1 D.-169.4kJ·mol-1
答案:A
解析:(2)=(1)就可得2 Fe(s)+
O2(g) = Fe2O3(s),則ΔΗ=
ΔΗ2-ΔΗ1=-824.4 kJ·mol-1。
8.(09年廣東理基·26)下列措施不符合節能減排的是
A.大力發展火力發電,解決廣東電力緊張問題
B.在屋頂安裝太陽能熱水器為居民提供生活用熱水
C.用石灰對煤燃燒后形成的煙氣脫硫,并回收石膏
D.用雜草、生活垃圾等有機廢棄物在沼氣池中發酵產生沼氣,作家庭燃氣
答案:A
解析:節能減排指的是減少能源浪費和降低廢氣排放,大力發展火力發電,既不利于節能也不利于減排,故A選項符合題意。其余選項的措施或做法都符合節能減排的原則。
9.(09年天津理綜·6)已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566
kJ/mol
Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+
ΔH=-226 kJ/mol
根據以上熱化學方程式判斷,下列說法正確的是
A.CO的燃燒熱為283 kJ
B.右圖可表示由CO生成CO2的反應過程和能量關系
C.2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH>-452 kJ/mol
D.CO(g)與Na2O2(s)反應放出509 kJ熱量時,電子轉移數為6.02×1023
答案:C
解析:A項,燃燒熱的單位出錯,應為kJ/mol,錯;圖中的量標明錯誤,應標為2molCO和2molCO2,故錯。CO2氣體的能量大于固體的能量,故C項中放出的能量應小于452kJ,而△H用負值表示時,則大于-452Kj/mol,正確;將下式乘以2,然后與上式相加,再除以2,即得CO與Na2O2的反應熱,所得熱量為57kJ,故D項錯。
7.(08年海南化學·8)白磷與氧可發生如下反應:P4+5O2=P4O10。已知斷裂下列化學鍵需要吸收的能量分別為:P-P a kJ·mol-1、P-O b kJ·mol-1、P=O c kJ·mol-1、O=O d kJ·mol-1。
根據圖示的分子結構和有關數據估算該反應的△H,其中正確的是A
A.(6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1 B(4c+12b-6a-5d)kJ·mol-1
C.(4c+12b-4a-5d)kJ·mol-1 D.(4a+5d-4c-12b)kJ·mol-1
答案:A
解析:由圖可以看出:P4中有6mol的P-P,5mol的O2中含有5molO=O,1mol的P4O10中含有4mol的P=O,12mol的P-O,所以△H=(6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1。
6.(08年廣東化學·14)下列有關能量轉換的說法正確的是AB
A.煤燃燒是化學能轉化為熱能的過程
B.化石燃料和植物燃料燃燒時放出的能量均來源于太陽能
C.動物體內葡萄糖被氧化成CO2是熱能轉變成化學能的過程
D.植物通過光合作用將CO2轉化為葡萄糖是太陽能轉變成熱能的過程
答案:AB
解析:葡萄糖氧化放出熱量,化學能轉化為熱能,C錯;選項D應該太陽能轉化為化學能,D錯。
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