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1、填空题 (12分)(1)盖斯定律认为:不管化学过程是一步完成或分数步完成,整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题:
已知: C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g);ΔH1=-Q1 kJ/mol,C2H5OH(g)=C2H5OH
(l);ΔH2=-Q2 kJ/mol,H2O(g)=H2O(l);ΔH3=-Q3 kJ/mol。若使23g液态无水酒精完全
燃烧,并恢复到室温,则整个过程中放出的热量为 ________________ kJ。
(2)北京奥运会祥云火炬将中国传统文化、奥运精神以及现代高科技融为一体。火炬内
熊熊大火来源于丙烷的燃烧,丙烷是一种优良的燃料。试回答下列问题:

①右图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1mol H2O(l)过程中的能量变化图,请写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式 。
②近年来已经研制出丙烷燃料电池,该电池的电解质溶液为KOH溶液,写出该电池负极的电极反应式:__________________________________________。
③某金属的相对原子质量为52.00,用上述电池电解该金属的一种含氧酸盐的酸性水溶液时,阳极每放出 3360ml(标准状况)氧气体,阴极析出金属 10.4 g,在该含氧酸盐中金属的化合价为 ____ ,在该实验中,若不考虑能量的损失,电池中消耗丙烷的质量最少是 __ g(结果精确至0.01 g)。
参考答案:
本题解析:
本题难度:困难
2、选择题 已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量bkJ,则乙炔燃烧的热化学方程 式正确的是 [???? ]
A.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H = -2bkJ/mol
B.C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) △H =2bkJ/mol
C.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=-4bkJ/mol
D.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H =bkJ/mol
参考答案:C
本题解析:
本题难度:简单
3、计算题 I.甲醇是一种优质燃料,可制作燃料电池。工业上可用下列两种反应制备甲醇:
已知:CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1
CO2(g) + 3H2(g)
CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2
2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g) ΔH3
则2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) 的反应热ΔH=____ ___(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
II.工业上可利用“甲烷蒸气转化法生产氢气”,反应为:CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)。
已知温度、压强和水碳比[n(H2O)/ n(CH4)]对甲烷平衡含量的影响如下图:

图1(水碳比为3) 图2(800℃)
(1)温度对该反应的反应速率和平衡移动的影响是 。
(2)其他条件不变,请在图2中画出压强为2 MPa时,CH4平衡含量与水碳比之间关系曲线。(只要求画出大致的变化曲线)
(3)已知:在700℃,1MPa时,1mol CH4与1mol H2O在1L的密闭容器中反应,6分钟达到平衡,此时CH4的转化率为80%,求这6分钟H2的平均反应速率和该温度下反应的平衡常数是多少?(写出计算过程,结果保留小数点后一位数字。)
III.某实验小组设计如图a所示的电池装置,正极的电极反应式为____ ____。
参考答案:(16分)
I.2ΔH1-2ΔH2+ΔH3(3分)
本题解析:
试题分析:I.先将4个热化学方程式依次编号为①②③④,再观察、比较后可得:①×2—②×2+③=④,由盖斯定律可知,④的焓变=①的焓变×2—②的焓变×2+③的焓变=2ΔH1-2ΔH2+ΔH3;II.(1)先读图1,发现在1Mpa或2Mpa、600℃~1000℃时,随着温度的升高,甲烷平衡含量均逐渐减小,说明平衡向正反应方向移动;再根据温度对化学反应速率和化学平衡的影响规律,当其他条件不变时,升高温度,反应速率加快,平衡向吸热反应方向或正反应方向移动,则甲烷蒸气转化为氢气的正反应是吸热反应;(2)画图要点:①甲烷蒸气转化为氢气的正反应是气体体积增大的反应,当温度和水碳比保持不变时,增大压强,平衡向气体体积减小方向或逆反应方向移动,则甲烷平衡含量增大,因此2MPa时甲烷平衡含量与水碳比之间关系曲线一定高于1MPa时甲烷平衡含量与水碳比之间关系曲线;②当温度和压强保持不变时,随着水碳比的增大,甲烷平衡含量逐渐减小;(3)依题意可知该可逆反应中各组分起始、变化、平衡浓度,则:
CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)
起始浓度(mol/L) 1 1 0 0
变化浓度(mol/L) 0.8 0.8 0.8 2.4
平衡浓度(mol/L) 0.2 0.2 0.8 2.4
根据平均反应速率的定义式,v(H2)=
=
=0.4mol/(L?min)
根据化学平衡常数的定义式,K=
=
mol2/L2≈276.5 mol2/L2
III.甲醇燃料电池中正极的主要反应物为氧气,氧元素由0降为—2价,则1个氧气分子得到4个电子,在KOH溶液中只能用氢氧根离子使反应物和产物的电荷守恒,则O2+4e-→4OH-;左边比右边少4个H、2个O原子,根据氢、氧原子个数守恒可知反应物中还有2H2O,则正极反应式为O2 +4e-+2H2O =4OH-。
考点:考查化学反应原理,涉及根据盖斯定律求焓变、根据化学平衡图像得出温度对反应速率和平衡移动的影响规律、根据压强对化学平衡的影响规律画出图像、根据各组分(起始、变化、平衡)浓度模型法计算平均反应速率和平衡常数、碱性甲醇-空气燃料电池的正极反应式等。
本题难度:困难
4、选择题 在相同温度时,下列两个反应放出的热量分别为Q1和Q2:
2H2(气)+O2(气)= 2H2O(气)+Q1
2H2(气)+O2(气)= 2H2O(液)+O2
则下列判断正确的是 ( )
A.Q1>Q2
B.Q1=Q2
C.Q1<Q2
D.Q2=2Q1
参考答案:C
本题解析:
【错解分析】误选A为答案,是由于把Q2与Q1的大小搞颠倒了,造成了失误。
【正解】由于物质呈现哪一种聚集状态是跟它们含有的能量有关的,所以为了精确起见,要注明反应物和生成物的状态,才能确定放出或吸收的热量的多少。根据物质由气态变成其液态会放出热量,可推知在压强为1.01×105Pa、温度为25℃条件下所测得的数据是Q2>Q1,应选C为答案。
本题难度:一般
5、选择题 CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染.例如:
①CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH=-574?kJ/mol
②CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH=-1160?kJ/mol
下列说法不正确的是[???? ]
A.反应①②均为放热反应
B.反应①②转移的电子数相同
C.由反应①可推知:CH4(g)+4NO2(g)==4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)?ΔH=-a?kJ/mol,a<574
D.若用标准状况下4.48LCH4通过上述反应还原NO2至N2,放出的热量为173.4?kJ
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般