1、实验题 (2014届河南省中原名校高三下学期第一次联考化学试卷)
亚硝酸钠是一种工业盐,在生产、生活中应用广泛。现用下图所示仪器(夹持装置已省略)及药品,探究亚硝酸钠与硫酸反应及生成气体产物的成分。已知:
①NO+NO2+2OH-=2NO2-+2H2O
②气体液化的温度:NO2? 21℃、NO?-152℃
(1)为了检验装置A中生成的气体产物,仪器的连接顺序为(从左向右连接):A→C→_______→_______→_______;组装好仪器后,接下来进行的操作是________________。
(2)关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞,滴入70%的硫酸后, A中产生红棕色气体.
①确认A中产生气体含有NO,依据的现象是_____________________________.
②装置E的作用是_______________________________________________________
(3)如果向D中通入过量O2,则装置B中发生反应的化学方程式为________________.
如果没有装置C,对实验结论造成的影响是______________________________。
(4)通过上述实验探究过程,可得出装置A中反应的化学方程式是_______________。
(5)工业生产中氮氧化物的排放会造成环境污染,可采用如下方法处理氮氧化物:
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)? △H=-867kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)? △H=-1160kJ·mol-1
则CH4将NO2还原为NO的热化学方程式为:___________________________.
参考答案:
(1)E D B(2分);检验装置的气密性(1分)? (2)①D中出现红棕色气体(2分)? ②冷凝,使NO2完全液(2分)(3)4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O(2分)?水会与NO2反应产生NO,影响NO的确定(2 分)
(4)2NaNO2+H2SO4=Na2SO4+NO2↑+NO↑+H2O(2分)
(5) CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)?△H=-574kJ·mol-1(2分)
本题解析:
本题是实验题。实验题是同学们的难点。也是最难得分的题型。对于实验题,首先需看清楚实验目的是什么。在结合看清实验流程,实验操作,物质检验等知识会穿插其中。这题是一道实验探究题,探究NaNO2与H2SO4的反应。从所给装置中,A显然是发生装置。B是NaOH溶液,可能是除杂装置,C是浓硫酸,显然是干燥装置。D是热水浴,并通入了O2,需要通O2检验的是NO气体。E是冷水浴装置。显然是冷却物质。由题中所给2个信息,第一个信息是NO与NO2的混合气体与NaOH发生归中反应。第二个信息是NO、NO2两种气体的物理性质。从液化的温度来看,显然NO2比NO更易液化。A中三颈瓶,采用固液不加热反应,还有一个弹簧夹用来控制通氮气,显然要氮气,目的应是排除氧气。因氧气有氧化性。可能会对实验结果产生干扰。通过上述信息就可以猜测出产生的两种气体可能是NO和NO2。
(1)为了检验装置A中生成的气体产物,仪器的连接顺序为(从左向右连接):
A是发生装置,C是干燥除去水,NO和NO2的分离,先分离NO2因为更易液化。所以接E,NO2分离后再检验NO,需通氧气。接D。观察到气体从无色变成红棕色。所以说明是NO。B是尾气处理。吸收反应后剩余的NO和NO2的混合气体。在这里存在几个先后问题,首先NO和NO2的检验,根据液化温度判断得到NO2更易液化,可以观察到E中有红棕色液体产生。而后NO会和氧气生成NO2。对于NO2的检验会产生干扰。所以先检验NO2。还有一问题就是除水,如果不除去水的话,NO2会与H2O反应生成NO,所以又会对NO的检验产生干扰,同时也影响NO2的检验。还有一问题就是在A中药品反应之前需通氮气将O2排出来。否则也会影响NO和NO2的检验。装置连接好之后,就是检查装置气密性。
(2)关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞,滴入70%的硫酸后, A中产生红棕色气体。说明生成了NO2气体。
①确认A中产生气体含有NO,是在D装置中通O2来检验的。观察气体是否变红棕色。
②装置E的作用是冷凝,是使NO2完全液化。
(3)如果向D中通入过量O2,不存在NO剩余,但有过量的O2会与NO2发生氧化还原反应,O2降低,NO2升高,所以可推断出反应方程式为:4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O。如不干燥,水会与NO2反应产生NO,影响NO的确定。
(4)通过上述实验探究过程,可得出装置A中反应应产生两种气体。+3价氮元素发生歧化反应。化学方程式是2NaNO2+H2SO4=Na2SO4+NO2↑+NO↑+H2O。
(5)工业生产中氮氧化物的排放会造成环境污染,可采用如下方法处理氮氧化物:
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)?△H=-867kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)?△H=-1160kJ·mol-1
根据盖斯定律上式×2-下式可得出:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)?△H=-574kJ·mol-1(2分)
本题难度:一般
2、选择题 下列对能量转化的认识中,不正确的是( )
A.电解水生成氢气和氧气时,电能主要转化为化学能
B.风力发电时,风能主要转化为电能
C.白炽灯工作时,电能全部转化为光能
D.煤燃烧时,化学能主要转化为热能
参考答案:A、电解水生成氢气和氧气的电解装置是将电能转化为化学能的装置,故A正确;
B、风力发电时,风能主要转化为电能,故B正确;
C、白炽灯工作时电能转化为光能和热能,故C错误;
D、物质的燃烧将化学能转化为热能和光能,主要是热能,故D正确.
故选C.
本题解析:
本题难度:简单
3、选择题 已知25℃、101kPa下,1mol石墨与1mol金刚石充分燃烧时
C(石墨)+O2(g)=CO2(g)?放出393.51kJ的热量
C(金刚石)+O2(g)=CO2(g)?放出395.41kJ的热量
金刚石和石墨均是由许多碳原子结合成的单质.据此判断,下列说法正确的是( )
A.金刚石比石墨稳定
B.石墨比金刚石稳定
C.石墨转化为金刚石为放热反应
D.金刚石和石墨中所含化学键类型不同
参考答案:由石墨、金刚石燃烧的热化学方程式①C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.51kJ?mol-1
? ②C(金刚石)+O2(g)=CO2(g)△H=-395.41kJ?mol-1,
利用盖斯定律将①-②可得:C(石墨)=C(金刚石)△H=+1.9kJ?mol-1,则
A、石墨转化为金刚石吸热,金刚石能量大于石墨的总能量,物质的量能量越大越不稳定,则石墨比金刚石稳定,故A错误;
B、金刚石能量大于石墨的总能量,物质的量能量越大越不稳定,则石墨比金刚石稳定,故B正确;
C、石墨转化为金刚石吸热,是吸热反应,故C错误;
D、金刚石和石墨中所含化学键都为共价键,故D错误;
故选:B.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 下列与化学反应能量变化相关的叙述,正确的是(? )
A.反应热就是反应放出的热量
B.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C.化学反应中的焓变仅含化学键断裂和形成的能量变化
D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H,在光照和点燃条件下反应,△H相同
参考答案:D
本题解析:反应热是指反应前后的能量变化,有放热和吸热两种,A错误;反应速率与放热和吸热无关,B错误;化学反应中的焓变不仅与化学键的形成、断裂有关,还与物质的状态有关,C错误;根据盖斯定律,反应热只与反应始末状态有关,与反应的条件无关,所以D正确;故选D。
本题难度:简单
5、选择题 下列反应中,反应物总能量低于生成物总能量的是(?)
A.C + CO2=2CO
B.C + O2=CO2
C.2C + O2= 2CO
D.C + CuO=CO2 + Cu
参考答案:A
本题解析:反应物总能量低于生成物总能量,反应吸热。选项B、C是燃烧反应,放热;选项D,碳粉与氧化铜的反应虽然需要高温的条件,但是该反应有气体放出,所以该反应还是可以进行的。故答案为A。
点评:考查化学反应与能量,熟记常见反应的吸热与放热即可。
本题难度:简单