1、选择题 已知:H2(g)+F2(g)→2HF(g)+270kJ,下列说法正确的是
[? ]
A.2L氟化氢气体分解成1L氢气与1L氟气吸收270kJ热量
B.1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出热量小于270kJ
C.在相同条件下,1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量
D.1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270热量
参考答案:C
本题解析:
本题难度:简单
2、填空题 (16分)I.一定条件下铁可以和CO2发生反应:
Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g) △H>0。1100℃时,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。

(1)8分钟内,CO的平均反应速率v(CO)=___________(结果保留3位有效数字)。
(2)1100℃时该反应的平衡常数K= (填数值);该温度下,若在8分钟时CO2和CO各增加0.5mol/L,此时平衡 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)1100℃时,2L的密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器
| 甲
| 乙
|
反应物投入量
| 3molFe、2molCO2
| 4molFeO、3molCO
|
CO的浓度(mol/L)
| C1
| C2
|
CO2的体积分数
| φ1
| φ2
|
体系压强(Pa)
| P1
| P2
|
下列说法正确的是___________(填序号);
A.2C1 = 3C2 B.φ1 = φ2 C.P1<P2
II.(4)已知:①Fe(OH)3(aq)
Fe3+(aq)+3OH-(aq);ΔH=" a" kJ?mol-1
②H2O(l)
H+(aq)+OH-(aq);ΔH="b" kJ?mol-1
请写出Fe3+发生水解反应的热化学方程式: 。
(5)柠檬酸(用H3R表示)可用作酸洗剂,除去水垢中的氧化铁。
溶液中H3R、H2R-、HR2--、R3-的微粒数百分含量与pH的关系如图所示。图中a曲线所代表的微粒数的百分含量随溶液pH的改变而变化的原因是 (结合必要的方程式解释)。调节柠檬酸溶液的pH=4时,溶液中上述4种微粒含量最多的是 (填微粒符号)。

III.(6)高铁酸钠(Na2FeO4)广泛应用于净水、电池工业等领域,工业常用电解法制备,其原理为
Fe+2OH--+2H2O
FeO42--+3H2↑
请设计一个电解池并在答题卡的方框内画出该装置的示意图并作相应标注。

其阳极反应式为:________________________________。
参考答案:(1)v(CO)=0.0625mol?L-1?min-1
(2)2 正
(3)B C
(4)Fe3+(aq) +3H2O(l)
Fe(OH)3(aq) +3H+(aq) △H=(3b-a)kJ·mol-1
(5)随溶液pH增大,平衡H3R
H2R- + H+向右移动,所以,H3R的百分含量减小 ;H2R-
(6)装置如图:
Fe - 6e-+ 8OH-= FeO42-+ 4 H2O
本题解析:(1)
;
(2)K=
=
,该温度下,在8分钟时CO2和CO各增加0.5mol/L,此时平衡正向移动;
(3)由数据可知,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡,且为等效平衡,达到平衡时,物质的浓度、转化率不随时间的变化而变化,故BC正确;
(4)①Fe(OH)3(aq)
Fe3+(aq)+3OH-(aq) ; ΔH=" a" kJ?mol-1
②H2O(l)
H+(aq)+OH-(aq) ;ΔH=" b" kJ?mol-1
=
=(3b-a)kJ/mol
所以水解的热化学方程式为 Fe3+(aq) +3H2O(l)
Fe(OH)3(aq) +3H+(aq) △H=(3b-a)kJ·mol-1;
(5)溶液中H3R、H2R-、HR2--、R3-的微粒数百分含量与pH的关系可由图可得,图中a曲线所代表的微粒数的百分含量随溶液pH的改变而变化的原因随溶液pH增大,平衡H3R
H2R- + H+向右移动,所以,H3R的百分含量减小;调节柠檬酸溶液的pH=4时,溶液显酸性,使H3R
H2R- + H+被抑制,平衡逆移,这时含量最多的微粒为H2R-;
(6)由题可知反应原理为Fe+2OH--+2H2O
FeO42--+3H2↑,那么阳极为铁,故电极反应为Fe - 6e-+ 8OH-= FeO42-+ 4 H2O,电解池的装置图为

考点:反应速率的计算,平衡常数的计算,平衡移动方向的判断,热化学方程式的书写, 溶液中微粒种类的判断
本题难度:困难
3、填空题 (6分)把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径Ⅰ C(s)+ O2(g)=====CO2(g);ΔH1<0 ①
途径Ⅱ 先制成水煤气:
C(s)+H2O(g)=====CO(g)+H2(g);ΔH2>0 ②
再燃烧水煤气:
2CO(g)+O2(g)=====2CO2(g);ΔH3<0 ③
2H2(g)+O2(g)=====2H2O(g);ΔH4<0 ④
请回答下列问题:
(1)途径Ⅰ放出的热量_________(填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。
(2)ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系式是_______________。
参考答案:(6分)(1)等于 (2)ΔH1=ΔH2+
(ΔH3+ΔH4)
本题解析:(1)由盖斯定律可知,途径Ⅰ和途径Ⅱ反应物的状态和生成物的状态相同,焓变相同,反应热相同。(2)由盖斯定律得ΔH1=ΔH2+
(ΔH3+ΔH4)。
考点:焓变、盖斯定律
本题难度:一般
4、选择题 甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的一种反应原理如下:
CH3OH(g) + H2O(g) → CO2(g) + 3H2(g)
参考答案:
本题解析:
本题难度:一般
5、填空题 碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是一种理想,更是一种值得期待的新的生活方式。
(1)甲烷燃烧放出大量的热,可作为能源用于人类的生产和生活。
已知:①2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l) △H=" —1214" kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=" —566" kJ/mol
则表示甲烷燃烧热的热化学方程式 。
(2) 将两个石墨电极插入KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,构成甲烷燃料电池。其负极电极反应式是: 。
(3)某同学利用甲烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如下图所示),通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。下列说法中正确的是 (填序号)

A.电源中的a一定为正极,b一定为负极
B.可以用NaCl溶液作为电解液
C.A、B两端都必须用铁作电极
D.阴极发生的反应是:2H+ + 2e-= H2↑
(4)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积
为2L的恒容密闭容器中,进行反应:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组
| 温度/℃
| 起始量/mol
| 平衡量/mol
| 达到平衡所需时间/min
|
H2O
| CO
| CO2
|
1
| 650
| 2
| 4
| 1.6
| 5
|
2
| 900
| 1
| 2
| 0.4
| 3
|
3
| 900
| 1
| 2
| 0.4
| 1
|
①实验1中,以v (H2)表示的平均反应速率为 。
②实验3跟实验2相比,改变的条件可能是 (答一种情况即可)
参考答案:(1)CH4(g)+2O2(g)
CO2(g)+2H2O(l) △H1=—890KJ.mol-1
(2)CH4-8e-+ 10 OH-
CO32-+ 7H2O;
(3) B、D ;
(4)① 0.16mol/(L·min) ②使用了催化剂;加大了压强(任答一种)
本题解析:(1)甲烷完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水,所以甲烷燃烧热的热化学方程式中甲烷的物质的量是1mol,将①②相加除以2可得,答案是CH4(g)+2O2(g)
CO2(g)+2H2O(l) △H1=—890KJ.mol-1
(2)负极发生氧化反应,所以甲烷在负极发生氧化反应,结合电解质溶液,负极的电极反应式为CH4- 8e-+ 10 OH-
CO32-+ 7H2O;
(3)A、电解过程中两极分别是H+和Fe放电生成氢气和亚铁离子,所以两极哪端都可以生成氢气,a不一定为正极,b不一定为负极,但a为正极,b为负极,效果较好,错误;B、在装置中铁一定作阳极,所以氯化钠溶液是电解质溶液,不影响阳极Fe放电生成亚铁离子,阴极H+放电生成氢气,正确;C、装置中铁一定作阳极,阴极可以是铁,也可以是其他惰性电极,错误;D、阴极H+放电生成氢气,正确,答案选BD。
(4)①实验1中,CO2的浓度增加0.8mol/L,所以氢气浓度也增加0.8mol/L,v (H2)= 0.8mol/L/5min=0.16mol/(L·min);
②实验3跟实验2相比,到达平衡时间缩短,说明反应速率加快,反应温度、各物质的物质的量均未变,所以可能是使用了催化剂或增大压强。
考点:考查盖斯定律得应用,电化学理论的应用,反应速率的计算及条件对反应速率的影响判断
本题难度:困难