1、简答题 (13分)工业上用重晶石(BaSO4)制备其他钡盐的常用方法主要有高温煅烧还原法、沉淀转化法等。
I.高温煅烧还原法
工业上利用重晶石高温煅烧还原法制备BaCl2的工艺流程图如下:

某研究小组在实验室用重晶石(主要成分BaSO4)对工业过程进行模拟实验。查表得:
BaSO4(s) + 4C(s)
4CO(g) + BaS(s) △H1 =" +" 571.2 kJ·mol-1 ①
BaSO4(s) + 2C(s)
2CO2(g) + BaS(s) △H2 =" +" 226.2 kJ·mol-1 ②
(1)气体用过量NaOH溶液吸收,得到硫化钠。Na2S水解的离子方程式为: 。
(2)反应C(s) + CO2(g)
2CO(g)的△H= kJ·mol-1。
(3)实际生产中必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的可能是 。
II.沉淀转化法
(4)已知KSP(BaSO4) =1.0×10-10,KSP(BaCO3)=2.5×10-9。某同学设想用饱和Na2CO3溶液和盐酸将BaSO4转化成BaCl2,若用10 L Na2CO3溶液一次性溶解并完全转化1.0 mol BaSO4(溶液体积变化可忽略不计), 则该转化过程的离子方程式为 ; 反应的平衡常数K= ;Na2CO3溶液的最初浓度不得低于 。
参考答案:(1)S2- + H2O
HS- +OH-;HS- + H2O
H2S +OH-(写第一步即可)(2分)
(2)+ 172.5 ;(2分) (3)使BaSO4得到充分的还原(或提高BaS的产量);①②为吸热反应,炭和氧气反应放热维持反应所需高温。(其他合理答案也给分)(2分)
(4)BaSO4(s) + CO32-(aq)
BaCO3(s) + SO42-(3分) 0.04(2分);2.6 mol/L(2分)
本题解析:(1)硫化钠是强碱弱酸盐,硫离子水解,方程式为S2- + H2O
HS- +OH-。
(2)已知BaSO4(s) + 4C(s)
4CO(g) + BaS(s) △H1=+ 571.2 kJ·mol-1 ①,BaSO4(s) + 2C(s)
2CO2(g) + BaS(s) △H2 =" +" 226.2 kJ·mol-1 ②,则根据盖斯定律可知(①—②)÷2即可得到反应C(s) + CO2(g)
2CO(g)的△H=+ 172.5kJ·mol-1。
(3)过量的碳能使BaSO4得到充分的还原(或提高BaS的产量);同时①②为吸热反应,炭和氧气反应放热可以维持反应所需高温,所以实际生产中必须加入过量的炭,同时还要通入空气。
(4)饱和Na2CO3溶液和BaSO4反应的离子方程式为BaSO4(s) + CO32-(aq)
BaCO3(s) + SO42-;反应的平衡常数K=
。当完全转化后溶液中硫酸根的浓度是1mol÷10L=0.1mol/L,所以溶液中碳酸根的浓度是0.1mol/L÷0.04=2.5mol/L。生成1mol碳酸钡消耗1mol碳酸钠,所以碳酸钠的起始浓度不低于
=2.6mol/L。
考点:考查物质制备工艺流程图的分析以及溶解平衡的应用
本题难度:困难
2、选择题 下列两组热化学方程式中,有关△H的比较,正确的是
[? ]
①CH4(g)+2O2(g) ====CO2(g)+2H2O(g);△H1
CH4(g)+2O2(g) ====CO2(g)+2H2O(l);△H2
②NaOH(aq) +1/2H2SO4(浓)==== 1/2Na2SO4(aq) +H2O(l) ;△H3
NaOH(aq) + CH3COOH (aq)==== CH3COONa (aq) +H2O(l) ;△H4
A.△H1>△H2;△H3>△H4
B.△H1>△H2;△H3<△H4
C.△H1=△H2;△H3<△H4
D.△H1<△H2;△H3>△H4
参考答案:B
本题解析:
本题难度:一般
3、填空题 (1)已知25℃、101kPa时,一些物质的燃烧热为

请回答下列问题:
①该条件下CH3OH(l)完全燃烧的热化学方程式为:__________________________。
②根据盖斯定律完成下列反应的热化学方程式:CO(g)+2H2(g)==CH3OH(l) ΔH=____________。
(2)①常温下,0.10mol/LNH4Cl溶液pH__________7(填>、=、<),溶液中各离子浓度由大到小的顺序是______________。
②相同物质的量浓度的Na2S溶液与NaHS溶液,pH大小关系是:Na2S________NaHS(填>、=、<),两种溶液中微粒种类:Na2S_______NaHS(填>、=、<)。
参考答案:(1)①CH3OH(l)+3/2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-726.5 kJ·mol-1;②-128.1 kJ·mol-1
(2)①<;c(Cl)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);②>;=
本题解析:
本题难度:一般
4、填空题 (8分)、(1)写出下列反应的热化学方程式
①1molN2 (g)与适量O2 (g)反应生成NO(g),需吸收68kJ的热量
②1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量
(2)氢氧燃料电池是将H2通入负极,O2通入正极而发生电池反应的,其能量转换率高。
①若电解质溶液为KOH,其正极反应方程式为:
②若电解质溶液为硫酸,负极反应方程式为: 。
参考答案:(1)①N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H =+68kJ/mol
② S(s)+ O2(g)=S O2(g)△H =-299.52 kJ/mol
(2) ① O2 + 4 e-+ 2 H2O=4OH- ②2 H2-4e-= 4 H+ (每小题2分)
本题解析:考查热化学方程式即电极反应式的书写。热化学方程式是表示化学反应与反应热关系的方程式。书写和应用热化学方程式时必须注意以下几点:
①明确写出反应的计量方程式,各物质化学式前的化学计量系数可以是整数,也可以是分数。
②各物质化学式右侧用圆括弧()表明物质的聚集状态。可以用g、l、s分别代表气态、液态、固态。固体有不同晶态时,还需将晶态注明,例如S(斜方),S(单斜),C(石墨),C(金刚石)等。溶液中的反应物质,则须注明其浓度,以aq代表水溶液,(aq) 代表无限稀释水溶液。
③反应热与反应方程式相互对应。若反应式的书写形式不同,则相应的化学计量系数不同,故反应热亦不同。
④热化学方程式必须标明反应的浓度、温度和压力等条件,若在常温常压时可省略。
(1)①反应是吸热的,所以热化学方程式是N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H =+68kJ/mol
②1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量,则1molS燃烧放出的热量是 9.36kJ×32=299.52 kJ,所以热化学方程式是S(s)+ O2(g)=S O2(g)△H =-299.52 kJ/mol
(2)原电池中负极失去电子,正极得到电子,所以氢气在负极通入,氧气在正极通入,如果电解质溶液为KOH,则正极反应方程式为 O2 + 4 e-+ 2 H2O=4OH-;电解质溶液为硫酸,则负极反应方程式为2 H2-4e-= 4 H+。
本题难度:一般
5、选择题 乙醇可通过淀粉等物质原料发酵制得,属于可再生资源,通过乙醇制取氢气具有良好的应用前景。已知通过乙醇制取氢气有如下两条路线:
a.水蒸气催化重整:CH3CH2OH(g)+H2O(g)→4H2(g)+2CO(g) ΔH=+255.58 kJ·mol-1
b.部分催化氧化:CH3CH2OH(g)+1/2O2(g)→3H2(g)+2CO(g) ΔH=+13.76 kJ·mol-1
则下列说法错误的是
[? ]
A.从原料消耗的角度来看,a路线制氢更有价值
B.从能量消耗的角度来看,b路线制氢更加有利
C.a路线制氢由于要消耗很多能量,所以在实际生产中意义不大
D.b路线反应,是由高能量向低能量的反应
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般