1、填空题 (共12分)
(1)以CO2为碳源制取低碳有机物一直是化学领域的研究热点,CO2加氢制取低碳醇的反应如下:
反应I:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol
反应II:2CO2(g)+6H2(g)=CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H=-173.6kJ/mol
写出由CH3OH(g)合成CH3CH2OH(g)的反应的热化学方程式_______________
(2)高铁酸钾(K2FeO4)是铁的一种重要化合物,具有极强的氧化性
①电解法是工业上制备K2FeO4的一种方法。以铁为阳极电解氢氧化钠溶液,然后在阳极溶液中加入KOH。电解时阳极发生反应生成FeO42-,该电极反应式为_________________
②与MnO2—Zn电池类似,K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作正极材料,其电极反应式为FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-,则该电池总反应的离子方程式为__________________
(3)amol FeS与bmol FeO投入到VL、C mol/L的硝酸溶液中充分反应产生NO气体,所得澄清溶液成分可看作是Fe(NO3)3、H2SO4的混合液,则反应中未被还原的硝酸可能为_____
①(a+b)×63g?②(a+b)×189g?③(a+b)mol?④VC-
mol
参考答案:(1)2CH3OH(g)=CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H= -75.6kJ/mol
(2)①Fe-6e- +8OH- = FeO42- + 4H2O
②3Zn + 2FeO42- + 8H2O = 2Fe(OH)3 + 3Zn(OH)2 + 4OH-
(3)②④
本题解析:(1)盖斯定律:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热相同。故有
2CH3OH(g)+2H2O(g) =2CO2(g)+6H2(g)?△H=-98.0kJ/mol?①
2CO2(g)+6H2(g)=CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H=-173.6kJ/mol?②
①+②得2CH3OH(g)=CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H= -75.6kJ/mol
(2)电解池中,电池正极连接的电极叫做阳极,发生氧化反应,负极连接的电极叫做阴极,发生还原反应。
①此题以铁为阳极,电解氢氧化钠溶液,生成FeO42-,故电极方程式为
Fe-6e- +8OH- = FeO42- + 4H2O
②在K2FeO4—Zn碱性电池中,正极得电子被还原,其电极反应式为
FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-,负极Zn被氧化,
其电极反应式为:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,将两极得失电子数守恒后合并可得总反应式:2FeO42-+8H2O+3Zn=2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH-。
(3)反应中硝酸有两个作用,一是做氧化剂被还原成NO气体。二是起酸的作用生成硝酸铁,这一部分硝酸根化合价没变化,没有被还原。所以根据反应前亚铁离子总量即可知道反应后硝酸铁总量,进一步就知道了没被还原的硝酸的量。反应前有a mol FeS与b mol FeO ,根据铁原子守恒知道反应后Fe(NO3)3的物质的量是(a+b)mol,那么里面硝酸根的物质的量是3(a+b)mol,即有3(a+b)mol硝酸没有被还原,其质量是
,②正确。
另外可以从得失电子角度考虑。
FeS被氧化为硝酸铁和硫酸,铁升高1价,硫升高8价,所以a mol FeS反应中失去电子9amol。FeO被氧化为硝酸铁,铁升高1价,所以b mol FeO 反应中失去电子bmol。
失去的电子被硝酸根得到,硝酸根还原成NO,氮元素化合价降低3价,根据得失电子守恒知道,被还原的硝酸的物质的量是
mol又因为硝酸总量是n==CVmol,所以未被还原的硝酸的物质的量是
,④答案正确。
点评:本题考出学生对盖斯定律的理解掌握,在答题过程中要注意符号的书写以及有效数字
的保留问题;电解池原理,要求学生掌握相关的电极方程式和总的方程式;第三小题,需要
学生理解硝酸在反应中的应用。
本题难度:一般
2、选择题 下列叙述正确的是( )
A.物质燃烧不一定是放热反应
B.放热反应不需要从外界吸收任何能量就能发生
C.化学反应的实质是共价键的断裂和共价键的生成
D.化学反应除了生成新的物质外,还常伴随着能量的变化
参考答案:A.燃烧反应一定为放热反应,故A错误;
B.放热反应也可能需要外界能量引发反应,如氢气燃烧需要点燃等,故B错误;
C.化学反应的实质为旧键断裂、新键形成,则化学反应中可能有离子键、共价键的断裂和生成,故C错误;
D.化学反应中既有物质变化,又有能量变化,所以化学反应除了生成新的物质外,还常伴随着能量的变化,故D正确;
故选D.
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 水煤气是重要燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的炭层制得:
C (s) + H2O(g)
?CO (g) +H2 (g)? △H= +131.3 kJ?mol-1(······①
(1)实际工业生产中,向炭层间隔交替通入水蒸气和空气,其中通入空气的原因是由于该反应是吸热,导致炭层温度降低,须及时通入富氧空气促进炭层的燃烧放热:
C (s) + O2(g)= CO2 (g);△H = -393.5kJ·mo1-1? ······②
为保持生产的连续性,若不考虑其它热量的产生和损耗,则每间隔应通入的水蒸气和空气的体积比(同温同压)约为多少?(设空气中氧气的体积占1/5)
(2)一定温度下,三个容器中均进行着上述反应①,各容器中炭足量,其它物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中相应的空格。

(3)生物乙醇可由淀粉或纤维素等生物质原料发酵获得。利用乙醇可进而获得合成气(CO、H2)。用乙醇生产合成气有如下两条路线:
a、水蒸气催化重整:CH3CH2OH(g)+H2O(g)→4H2(g)+2CO(g)
b、部分催化氧化:CH3CH2OH(g)+1/2O2(g)→3H2(g)+2CO(g)
某生物质能研究所准备利用乙醇得到的合成气合成一种生物汽油。乙醇各分一半按a、b两式反应。合成气合成生物汽油的反应为:2mCO+(2m+n)H2→2CmHn+2mH2O。假定合成的生物汽油中含有X、Y两种成分,且X、Y都是有8个碳原子的烃,X是苯的同系物,Y是烷烃。
①X的分子式为?,Y的分子式为?。
②50吨质量分数为92%的乙醇经上述转化(假定各步转化率均为100%),则最终可获得X的质量为多少吨?
参考答案:(1)3/5?(2)0.60(2分);ν正_>_ν逆?(3)C8H10? C8H18? 19.875吨
本题解析:略
本题难度:简单
4、选择题 垃圾焚烧处理厂把大量生活垃圾中的生物质能转化为热能和
A.太阳能
B.氢能
C.电能
D.化学能
参考答案:C
本题解析:垃圾焚烧处理厂把大量生活垃圾焚烧发电,所以把生物质能转化为热能和电能,选C。
本题难度:简单
5、选择题 2008年北京奥运会所用火炬燃料为丙烷,悉尼奥运会所用火炬燃料为65%丁烷和35%丙烷。已知丙烷的燃烧热为:2221.5kJ·mol-1,正丁烷的燃烧热为:2878kJ·mol-1,异丁烷的燃烧热为:2869.6kJ·mol-1。下列有关说法不正确的是
A.奥运火炬燃烧时的能量转化主要是化学能转变为热能
B.丙烷燃烧的热化学方程式为:C3H8+5O2==3CO2+4H2O△H=-2221.5kJ·mol-1
C.相同物质的量的正丁烷和丙烷分别完全燃烧,前者需要的氧气多,产生的热量也多
D.异丁烷比正丁烷稳定
参考答案:B
本题解析:略
本题难度:一般