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1、填空题 (14分)
(1)纯水中c(H+)=5.0×10-7mol/L,则此时纯水中的c(OH-)= ;
若温度不变,滴入稀硫酸使c(H+)=5.0×10-3mol/L,则c(OH-)= 。
(2)在CH3COONa的溶液中,各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是 。
(3)明矾的水溶液显酸性,其原因是(用离子方程式表示) 。
(4)在25℃、101kPa下,0.5mol的甲醇(CH3OH)完全燃烧生成CO2和液态水时放出352kJ的热量,则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为 。
(5)1L 1 mol·L-1 H2SO4溶液与2L 1 mol·L-1 NaOH溶液完全反应,放出114.6kJ热量,则表示中和热的热化学方程式为 。
(6)已知:①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7 kJ/mol ;
②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-534 kJ/mol
则N2H4与NO2与完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式为 。
参考答案:(1)5.0×10-7mol/L (2分) 5.
本题解析:
试题分析:(1)在纯水中存在电离平衡:H2O
H++OH-,纯水中c(H+)=5.0×10-7mol/L,则此时纯水中的c(OH-)=5.0×10-7mol/L. Kw=2.5×10-13;若温度不变,滴入稀硫酸使c(H+)=5.0×10-3mol/L,则c(OH-)=Kw÷c(H+)=2.5×10-13÷5.0×10-3=5.0×10-11mol/L;(2)在CH3COONa的溶液中,由于CH3COO-水解消耗,所以c( Na+) > c(CH3COO-);水解消耗水电离产生的H+,破坏了水的电离平衡,最终使溶液中的OH-的浓度大于H+的浓度,c( OH-)> c(H+)。但是盐的水解程度是微弱的,盐电离产生的离子浓度远大于水电离产生的离子的浓度,所以c(CH3COO-) > c( OH-) c(H+)。故各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是c( Na+) > c(CH3COO-) > c( OH-)> c(H+);(3)明矾的水溶液显酸性,其原因是Al3+ + 3H2O
Al(OH)3 + 3H+;(4)燃烧热是1mol的可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时所放出的热量,根据题意可得甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH (l)+
O2 (g)=CO2 (g)+2H2O (l) ΔH=-704 kJ·mol-1;(5)中和热是酸碱发生中和反应产生1mol的水时所放出的热量,由于1L 1 mol·L-1 H2SO4溶液与2L 1 mol·L-1 NaOH溶液完全反应,放出114.6kJ热量,则表示中和热的热化学方程式为
H2SO4(aq)+NaOH(aq)=
Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1;(6)②×2-①,整理可得2 N2H4 (g) + 2NO2 (g) = 3N2 (g) + 4H2O (g) ΔH=-1135.7 kJ·mol-1或写为2N2H4 (g) + NO2 (g) =
N2 (g) + 2H2O (g) ΔH=—567.85 kJ·mol-1。
考点:考查弱电解质的电离、水的离子积常数、盐的水解、盖斯定律的应用、离子浓度比较、中和热、燃烧热的热化学方程式的书写的知识。
本题难度:一般
2、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
3、选择题 在298 K、100 kPa时,已知:
2H2O(g)
2H2(g) + O2(g) ΔH1
Cl2(g)+H2(g)
2HCl(g) ΔH2
2Cl2(g)+2H2 O(g)
4HCl(g) +O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2
B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2
D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
参考答案:A
本题解析:
试题分析:根据盖斯定律分析,反应①+反应②×2=反应③,所以反应热有ΔH3=ΔH1+2ΔH2,选A。
考点:盖斯定律。
本题难度:一般
4、填空题 将化学知识系统化,有助于对化学问题的进一步认识和理解。
资料1:化学反应的碰撞理论:反应物分子间的相互碰撞是反应进行的必要条件,但并不是每次碰撞都能引起反应,只有少数碰撞才能发生化学反应。能引发化学反应的碰撞称之为有效碰撞。
资料2:化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。
资料3:化学反应的能量变化(ΔH)与反应物和生成物的键能有关。在热力学标准态(298K、1.01×105Pa)下,由稳定的单质发生反应生成1mol化合物的反应热叫该化合物的生成热(ΔH)。
根据以上资料回答下列问题:

(1)上图是HI分解反应中HI分子之间的几种碰撞示意图,其中属于有效碰撞的是 __________________(选填“A”、“B”或“C”);
(2)下图是1molNO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式: ___________________________________________;

(3) 下表是部分化学键的键能数据


已知白磷的燃烧热为2378.0 kJ/mol,白磷完全燃烧的产物结构(P4O10)如上(右)图所示,则上表中X=
_______________________________。
(4)下图为氧族元素的氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图。

请你归纳:非金属元素的氢化物的稳定性与氢化物的生成热(ΔH)之间的关系:_____________________________________。
参考答案:(1)C
(2)NO2(g)+CO(g)==CO2(
本题解析:
本题难度:一般
5、简答题 Ⅰ.甲醇可作为燃料电池的原料.以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇:
CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ?mol-1
CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H=-129.0kJ?mol-1
(1)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为______.
(2)甲醇对水质会造成一定污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化.实验室用如图装置模拟上述过程:
①完成除去甲醇的离子方程式(方框内填化学式,横线上填计量数):______Co3++CH3OH+H2O═______+______Co2++______
②若如图装置中的电源为甲醇-空气-KOH溶液的燃料电池,则电池负极的电极反应式:______.
Ⅱ.(1)NH4Cl溶液呈酸性的原因是(用离子反应方程式表示)______.
(2)25℃时,将pH=x氨水与pH=y的硫酸(且x+y=14,x>11)等体积混合后,所得溶液中各种离子的浓度关系正确的是______.
A.c(SO42-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) B.c(NH4+)>c(SO42-)>c(OH-)>c(H+)
C.c(NH4+)+c(H+)>c(SO42-)+c(OH-)D.c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-)

参考答案:(1)①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
本题解析:
本题难度:简单