1、实验题 某实验小组用0.50 mol·L-1NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液进行中和热的测定。
Ⅰ.配制0.50 mol·L-1NaOH溶液
(1)若实验中大约要使用470 mL NaOH溶液,至少需要称量NaOH固体 g。?
(2)从图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是(填字母): 。?
名称
| 托盘天平 (带砝码)
| 小烧杯
| 坩埚钳
| 玻璃棒
| 药匙
| 量筒
|
仪器
| 
| 
| 
| 
| 
| 
|
序号
| a
| b
| c
| d
| e
| f
|
?
Ⅱ.测定中和热
(1)实验桌上备有烧杯(大、小两个烧杯)、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、盐酸、NaOH溶液,尚缺少的实验玻璃用品是 。?
(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。
①请填写下表中的空白:
实验 次数
| 起始温度t1/℃
| 终止温度 t2/℃
| 温度差平均值 (t2-t1)/℃
|
H2SO4
| NaOH
| 平均值
|
1
| 26.2
| 26.0
| 26.1
| 30.1
| ?
| ?
|
2
| 27.0
| 27.4
| 27.2
| 33.3
| ?
|
3
| 25.9
| 25.9
| 25.9
| 29.8
| ?
|
4
| 26.4
| 26.2
| 26.3
| 30.4
| ?
|
?
②近似认为0.50 mol·L-1NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3,中和后生成溶液的比热容c=“4.18”J/(g·℃)。则中和热ΔH= (取小数点后一位)。?
③上述实验数值结果与57.3 kJ·mol-1有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母) 。?
A.实验装置保温、隔热效果差
B.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
C.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
D.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
参考答案:Ⅰ.(1)10.0 (2)abe
Ⅱ.(1)环形玻璃搅拌棒 (2)① 4.0
②-53.5 kJ·mol-1 ③ACD
本题解析:考查一定物质的量浓度溶液的配制、中和热的测定以及误差分析等
Ⅰ.(1)由于没有470 mL的容量瓶,所以应该配制500 mL 0.50 mol·L-1NaOH溶液。所以需要氢氧化钠的质量是500 mL×10-3×0.5 mol/L×40 g/mol="10.0" g。
(2)氢氧化钠具有腐蚀性和吸水性,所以应该放在烧杯中称量,同时还需要药匙取NaOH固体,所以正确的答案选abe。
Ⅱ.(1)在中和热的测定实验中,溶液是需要搅拌的,所以还缺少环形玻璃搅拌棒。
(2)①四次实验的温度差分别是(℃)4、6.1、3.9、4.1,因此实验2中的数据是无效的,应该舍去,所以温度差平均值为(4 ℃+3.9 ℃+4.1 ℃)÷3="4" ℃。
②反应中放出的热量是4.18 J/(g·℃)×4 ℃×(50+30)g="1" 337.6 J,而反应中H2SO4过量,按NaOH计算生成的水:50 mL×10-3×0.5 mol/L="0.025" mol。由于中和热是在一定条件下,稀溶液中,强酸和强碱反应生成1 mol水时所放出的热量,所以该反应的中和热是ΔH="-1" 337.6 kJ÷0.025 mol="-53.5" kJ·mol-1。
③根据题意可知,测量值偏小,这说明反应中有热量损失,因此选项AC正确。量取NaOH溶液的体积时仰视读数,则氢氧化钠的质量增加,放出的热量增加,B不正确;用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度,由于温度计上粘附氢氧化钠,会消耗硫酸,因此在实验过程中放出的热量减少,选项D也是正确的,答案选ACD。
本题难度:一般
2、选择题 下列既是氧化还原反应,又是吸热反应的是(?)
A.葡萄糖在人体内氧化
B.锌粒与稀H2SO4反应制取H2
C.Ba(OH) 2·8H2O与NH4Cl反应
D.二氧化碳与赤热的炭反应生成一氧化碳
参考答案:D
本题解析:A、葡萄糖在人体内氧化属于放热反应,故A错误;B、锌粒与稀盐酸的反应是氧化还原反应,又是放热反应,故B错误;C、Ba(OH)2?8H2O、NH4Cl的总能量一定低于BaCl2、NH3?H2O、H2O的总能量,故该反应是吸热反应,但无化合价的变化,所以不是氧化还原反应,故C错误;D、二氧化碳与赤热的炭反应生成一氧化碳的反应中碳元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,且该反应属于吸热反应,故D正确。
本题难度:一般
3、填空题 (9分)研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)NO2可用水吸收,也可用NH3处理,也可用CH4催化还原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
若用标准状况下2.24L CH4还原NO2至N2整个过程中转移的电子总数为______(阿伏加德罗常数的值用NA表示),放出的热量为______kJ。?
(2)已知:2SO2(g)+O2(g)
?2SO3(g)?H="-196.6" kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)
?2NO2(g) ?H="-113.0" kJ·mol-1
(ⅰ)则反应NO2(g)+SO2(g)
?SO3(g)+NO(g)的?H= ??kJ·mol-1。
(ⅱ)一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是?。
A.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2?B. 体系压强保持不变
C.?混合气体颜色保持不变 ?D. SO3和NO的体积比保持不变
(ⅲ)某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如下图(左)所示。平衡状态由A变到B时.平衡常数K(A)_______K(B)(填“>”、“<”或“=”)
?
(3)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)
?CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如上图(右)所示。该反应?H ?0(填“>”或“ <”)。
参考答案:0.8NA? 86.7? (2)(ⅰ)-41.8(ⅱ)C(ⅲ)=(3) <
本题解析:(1)、反应①+②得2CH4+4NO2=2CO2+2N2+4H2O,?H=-1734 kJ·mol-1,当消耗2molCH4时转移电子16mol,故当消耗0.1mol(2.24L)CH4时,转移电子0.8mol,即0.8NA?放出热量为86.7KJ;(2)、ⅰ:(①-②)/2,得SO2+NO2
SO3+NO,?H=-41.8 kJ·mol-1ⅱ:这是一个反应前后体系压强不变的反应,故B错,A项无论平衡与否每消耗1 mol SO3的同时必生成1 mol NO2,错 D项二者的比例永远为1:1.ⅲ:平衡常数只与温度有关;(3)、温度越高,CO的转换率越低,平衡向逆向移动,故该反应为放热反应,?H<0
点评:本题结合化学反应与能量、化学平衡来综合考察学生对基础知识的掌握以及处理信息的能力。从计算角度来说,难度不大,关键是对每一个小题的知识点要掌握熟练,同时需要学生对平衡图像的处理能力。
本题难度:一般
4、选择题 下列说法中,错误的是( )
A.任何化学反应都伴随物质变化和能量变化
B.反应物的总能量低于生成物的总能量时,发生的是吸热反应
C.有些放热反应也需要加热才能发生
D.原电池在工作时,电能被转变为化学能
参考答案:A、任何化学反应伴随物质变化的同时一定伴随能量变化,故A正确;
B、当反应物的总能量低于生成物的总能量时,反应是吸热反应,故B正确;
C、有些放热反应也需要加热才能发生,例如铝热反应是放热反应,需要加热才能发生,故C正确;
D、原电池是将化学能转化为电能的装置,故D错误.
故选D.
本题解析:
本题难度:简单
5、填空题 (共10分)
(1)在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ·mol-1表示。请认真观察下图,然后回答问题。

①图中所示反应是?(填“吸热”或“放热”)反应,该反应?(填“需要”、“不需要”或“不一定”)加热,该反应的△H =?(用含E1、E2的代数式表示)。
②对于同一反应,图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比,活化能大大降低,活化分子百分数增多,反应速率加快,你认为最可能的原因是____________________________________。
(2)把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径Ⅰ ①C(s)+O2(g) === CO2(g) ΔH1<0
途径Ⅱ 先制水煤气:②C(s)+H2O(g) === CO(g)+H2(g) ΔH2>0
再燃烧水煤气:
③2CO(g)+O2(g) === 2CO2(g) ΔH3<0?④2H2(g)+O2(g) === 2H2O(g) ΔH4<0
请回答下列问题:
①判断两种途径放热:途径Ⅰ放出的热量________途径Ⅱ放出的热量(填“大于”、“等于”或“小于”)。
②ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系是_________________________________。
③由于制取水煤气的反应里,反应物具有的总能量________(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量,那么在化学反应时,反应物就需要________能量才能转化为生成物,因此其反应条件为________。
(3)已知:Fe2O3(s)+3CO(g) === 2Fe(s)+3CO2(g)? ΔH1=-25 kJ·mol-1?①
3Fe2O3(s)+CO(g) === 2Fe3O4(s)+CO2(g)?ΔH2=-47 kJ·mol-1?②
Fe3O4(s)+CO(g) === 3FeO(s)+CO2(g)?ΔH3=+19 kJ·mol-1?③
请写出CO还原FeO的热化学方程式:______________________________________。
参考答案:(1)①放热;?不一定;? - (E1 - E2) kJ·mol-1?②使用了催化剂。
(2)①等于?②ΔH1=ΔH2+1/2 (ΔH3+ΔH4)?③小于 吸收 高温
(3)FeO(s)+CO(g)=? ==?Fe(s)+CO2(g)? ΔH=-11 kJ·mol-1
本题解析:(1)①由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,所以为放热反应,反应的△H = —(E1 - E2) kJ·mol-1,至于是否需要加热,不可而知;
②使用了催化剂,可使活化能大大降低,活化分子百分数增多,反应速率加快
(2)本题可用盖斯定律进行解释。途径I可看作是途径II的总反应,即①=②+(③+④)/2;
(3)同样依据盖斯定律:(①×3-②-③×2)/6可得到:FeO(s)+CO(g)==Fe(s)+CO2(g)?ΔH =-11 kJ·mol-1
本题难度:一般