題目列表(包括答案和解析)
4.充分燃燒一定量的丁烷生成CO2和液態(tài)水,放熱Q kJ.經(jīng)測(cè)定生成的CO2恰好被100 mL 5mol/L的KOH溶液吸收生成K2CO3,則熱化學(xué)方程式:C4H10(g)+6.5O2(g)===4CO2(g)+5H2O(l)的ΔH為
( )
A.-16Q kJ/mol B.+16 Q kJ/mol
C.-8Q kJ/mol D.+8Q kJ/mol
解析:先求CO2的物質(zhì)的量,由2KOH+CO2===K2CO3+H2O知n(CO2)=n(KOH)=×0.1 L×5 mol/L=0.25 mol.由生成0.25 mol CO2放熱Q kJ,可知 1 mol C4H10完全燃燒生成 4 mol CO2放熱 16Q kJ,因?yàn)槭欠艧岱磻?yīng),故ΔH=-16 Q kJ/mol.
答案:A
3.氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式,可用下列兩種方程式表示:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)+Q1 kJ
H2(g)+O2(g)===H2O(g)+Q2 kJ
Q1與Q2的關(guān)系為
( )
A.Q1=Q2 B.Q2>Q1
C.Q1>2Q2 D.Q1<2Q2
解析:反應(yīng)中釋放的能量既與參加反應(yīng)的物質(zhì)的量有關(guān),又與物質(zhì)的聚集狀態(tài)有關(guān),由于氣態(tài)水液化要放熱,故Q1>2Q2.
答案:C
2.下列變化中屬于吸熱反應(yīng)的是
( )
①液態(tài)水汽化、趯⒛懙\加熱變?yōu)榘咨勰、蹪饬蛩嵯♂尅、苈人徕浄纸庵蒲鯕狻、萆腋磻?yīng)生成熟石灰
A.①② B.②③
C.①④⑤ D.②④
解析:放熱反應(yīng)有⑤,吸熱反應(yīng)有②④;液態(tài)水汽化是吸熱過(guò)程,濃硫酸稀釋是放熱過(guò)程,均為物理變化。
答案:D
1.2008年北京奧運(yùn)會(huì)“祥云”火炬用的是環(huán)保型燃料--丙烷(C3H8),悉尼奧運(yùn)會(huì)火炬所用燃料為65%丁烷(C4H10)和35%丙烷,已知丙烷的燃燒熱為2221.5 kJ/mol,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
( )
A.奧運(yùn)火炬燃燒主要是將化學(xué)能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎凸饽?/p>
B.丙烷的沸點(diǎn)比正丁烷高
C.丙烷、空氣及鉑片可組成燃料電池,在丙烷附近的鉑極為電池的正極
D.丙烷燃燒的熱化學(xué)方程式為C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2221.5kJ/mol
解析:根據(jù)能量守恒定律得出A項(xiàng)正確;B項(xiàng),丙烷的相對(duì)分子質(zhì)量小于正丁烷的相對(duì)分子質(zhì)量,應(yīng)是正丁烷的沸點(diǎn)高;C項(xiàng),燃料電池中通入可燃性氣體的一極應(yīng)為負(fù)極;所謂燃燒熱是指 1 mol可燃性氣體完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量,而D項(xiàng)中的H2O是氣態(tài),不是穩(wěn)定氧化物。
答案:A
13.甲醇(CH3OH)是一種重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn),也可以直接用作燃料.已知:
CH3OH(l)+O2(g)===CO(g)+2H2O(g)
ΔH1=-443.64 kJ/mol
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ/mol
(1)試寫(xiě)出CH3OH(l)在氧氣中完全燃燒生成CO2和H2O(g)的熱化學(xué)方程式:______________________________________________.
(2)科研人員新近開(kāi)發(fā)出一種由強(qiáng)堿作電解質(zhì)溶液的新型甲醇手機(jī)電池,可使手機(jī)連續(xù)使用一個(gè)月才充一次電,據(jù)此回答:甲醇在________極反應(yīng).
(3)利用電池可實(shí)現(xiàn)電能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種用電解法制取Fe(OH)2的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖),通電后,溶液中產(chǎn)生大量的白色沉淀,且較長(zhǎng)時(shí)間不變色.下列說(shuō)法中不正確的是________(填序號(hào)).
A.電源中的a一定為正極,b一定為負(fù)極
B.可以用NaCl溶液作為電解質(zhì)溶液
C.A、B兩端都必須用鐵作電極
D.陰極發(fā)生的反應(yīng)是2H++2e-===H2↑
解析:(1)將第一個(gè)熱化學(xué)方程式乘以2加上第二個(gè)熱化學(xué)方程式可得:
2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(g)
ΔH=-1453.28 kJ/mol
(2)由題意知,該電池為新型燃料電池,CH3OH發(fā)生氧化反應(yīng), 作原電池的負(fù)極.
(3)根據(jù)題意,白色沉淀較長(zhǎng)時(shí)間不變色,電解時(shí)應(yīng)該有還原性物質(zhì)H2生成,使Fe(OH)2不易被氧化.電解時(shí)可以用NaCl溶液作為電解質(zhì)溶液,此時(shí)陽(yáng)極為鐵電極,陰極可以不用鐵作電極,陽(yáng)極反應(yīng)為Fe-2e-===Fe2+,陰極反應(yīng)為 2H++2e-===H2↑.電解時(shí)a應(yīng)為電源正極,b為電源負(fù)極,B極為電解池陰極,電解產(chǎn)生H2可將電解質(zhì)溶液中溶解的O2排出,利于Fe(OH)2在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)存在 .
答案:(1)2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(g)
ΔH=-1453.28 kJ/mol
(2)負(fù) (3)C
12.CO、CH4均為常見(jiàn)的可燃性氣體.
(1)等體積的CO和CH4在相同條件下分別完全燃燒,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比是________.
(2)已知在101 kPa時(shí),CO的燃燒熱為283 kJ/mol.相同條件下,若2 mol CH4完全燃燒生成液態(tài)水,所放出的熱量為1 mol CO完全燃燒放出熱量的6.30倍,CH4完全燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是__________________________.
(3)120℃、101 kPa下,a mL由CO、CH4組成的混合氣體在b mL O2中完全燃燒后,恢復(fù)到原溫度和壓強(qiáng).若混合氣體與O2恰好完全反應(yīng),產(chǎn)生b mL CO2,則混合氣體中CH4的體積分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______(保留2位小數(shù)).
解析:(1)CO轉(zhuǎn)化成CO2:化合價(jià)從+2→+4;CH4轉(zhuǎn)化成CO2:化合價(jià)從-4→+4;所以轉(zhuǎn)移電子數(shù)之比為2∶8=1∶4.
(3)由方程式:2CO+O2===2CO2;
CH4+2O2===CO2+2H2O(g)
當(dāng)耗O2和生成的CO2相同時(shí),n(CO)∶n(CH4)=2∶1,可知CH4的體積分?jǐn)?shù)是1/3=0.33;
答案:(1)1∶4
(2)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-891 kJ/mol
(3)0.33
11.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/mol
H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-242.0 kJ/mol
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ/mol
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù),寫(xiě)出C(s)與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)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 1mol 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)蓋斯定律作出如下列循環(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”),判斷的依據(jù)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(CH4O) ②甲醛(CH2O)、奂姿(CH2O2) ④乙酸(C2H4O2).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/mol,由此可知煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是吸熱反應(yīng),而甲正是忽略了這個(gè)問(wèn)題,才誤認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為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)滿足最簡(jiǎn)式為CH2O,則②④符合.
答案:(1)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=+131.5 kJ/mol
(2)乙 甲同學(xué)忽略了煤轉(zhuǎn)化為水煤氣要吸收熱量(或ΔH1=ΔH2+ΔH3,且ΔH2>0)
(3)減少污染 燃燒充分 方便 直接燃燒水煤氣熱量大(答案合理即可)
(4)②③
10.利用某些有機(jī)物之間的相互轉(zhuǎn)化可以儲(chǔ)存太陽(yáng)能,如原降冰片二烯(NBD)經(jīng)過(guò)太陽(yáng)光照轉(zhuǎn)化成為四環(huán)烷(Q).已知:
①C7H8(l)(NBD)+9O2(g)===7CO2(g)+4H2O(l) ΔH1
②C7H8(l)(Q)+9O2(g)===7CO2(g)+4H2O(l) ΔH2
③ ΔH=+88.62 kJ/mol
下列敘述不正確的是
( )
A.ΔH1>ΔH2
B.NBD的能量比Q的能量高
C.NBD比Q穩(wěn)定
D.NBD轉(zhuǎn)化為Q是吸熱反應(yīng)
解析:NBD轉(zhuǎn)化為Q,ΔH>0為吸熱反應(yīng),說(shuō)明NBD能量比Q低,所以NBD比Q穩(wěn)定.由①-②可得ΔH1-ΔH2=ΔH>0, ΔH1>ΔH2.
答案:B
9.已知反應(yīng):①101 kPa時(shí),2C(s)+O2(g)===2CO(g)
ΔH=-221 kJ/mol
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)
ΔH=-57.4 kJ/mol
下列結(jié)論正確的是
( )
A.炭的燃燒熱大于110.5 kJ/mol
B.①的反應(yīng)熱為221 kJ/mol
C.稀硫酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)的中和熱為-57.4 kJ/mol
D.稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成1 mol水,放出57.4 kJ熱量
解析:A項(xiàng)中燃燒熱要生成穩(wěn)定的化合物,生成的CO可繼續(xù)燃燒放出能量,所以炭的燃燒熱大于110.5 kJ/mol;B項(xiàng)中反應(yīng)熱存在吸熱和放熱兩種情況,應(yīng)為ΔH=-221 kJ/mol;C項(xiàng)中和熱反應(yīng)表示為57.4 kJ/mol或ΔH=-57.4 kJ/mol;D項(xiàng)中醋酸的電離要吸熱,放出熱量減少.
答案:A
8.科學(xué)家研究南極冰芯樣本后發(fā)現(xiàn):工業(yè)革命前的65萬(wàn)年間,地球大氣層中的溫室氣體穩(wěn)定,CO2含量一直處于180-289 ppm之間,CH4含量在320-720 ppb之間.現(xiàn)在大氣中的CO2和CH4含量分別高達(dá)380 ppm和1700 ppb,導(dǎo)致溫室氣體含量變化的主要原因是
( )
①以煤為能源的機(jī)器的廣泛使用
②以石油為能源的機(jī)器的廣泛使用
③以原子能為能源的核工業(yè)的發(fā)展
④以風(fēng)能、太陽(yáng)能為能源的新興工業(yè)的發(fā)展
A.①② B.①③
C.②③ D.②④
解析:煤、石油在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生CO2,導(dǎo)致溫室效應(yīng),①、②正確;核能和風(fēng)能、太陽(yáng)能為新能源且可再生,無(wú)污染,也不會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng),所以選A.
答案:A
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