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1、选择题 下列变化过程和对应的能量转化关系,错误的是
A.植物光合作用:光能→生物质能
B.燃料燃烧:化学能→光能、热能
C.石灰石高温分解:热能→化学能
D.用充电电池的电灯发光:电能→化学能
参考答案:D
本题解析:用充电电池的电灯发光:电能→光能,部分转化为热能,选项D不正确,其余选项都是正确的,答案选D。
点评:该题是常识性知识的考查,试题贴近生活实际,易于调动学生的学习兴趣和学习积极性,难度不大。
本题难度:简单
2、选择题 下列各反应的能量变化分别用如下形式的示意图表示,其中正确的是
[? ]
A.
B.
C.
D.
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 (15分)火力发电厂释放出大量氮氧化物(NOx)、SO2和CO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx:
CH4(g) + 4NO2(g) =4NO(g) + CO2(g) + 2H2O(g)?△H1=-574 kJ·mol-1
CH4(g) + 4NO(g) =2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)?△H2=-1160 kJ·mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为?。
(2)脱碳。将CO2转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)?△H3
?
①在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示。回答:0~10 min内,氢气的平均反应速率为?mol/(L·min);第10 min后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g),则平衡?(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
②取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3?0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)脱硫。利用Na2SO3溶液可脱除烟气中的SO2。Na2SO3可由NaOH溶液吸收SO2制得。NaOH溶液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-)︰n(HSO3﹣)变化关系如下表:
n(SO32﹣)︰n(HSO3﹣)
| 91︰9
| 1︰1
| 9︰91
|
pH
| 8.2
| 7.2
| 6.2
|
① 由上表判断,NaHSO3溶液显 性,用化学平衡原理解释: ? 。
② 当溶液呈中性时,离子浓度关系正确的是(选填字母): 。
a.c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)
b.c(Na+) > c(HSO3-) > c(SO32-) > c(H+) = c(OH-)
c.c(Na+) + c(H+) = c(SO32-) + c(HSO3-) + c(OH-)
参考答案:(15分)
(1)CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867?kJ?mol-1(3分)
(2)①0.225?(2分);正向(2分)
②<(2分)
(3)①酸(2分)溶液中存在:HSO3-
SO32-+ H+?HSO3-+H2O
H2SO3+OH-电离程度大于水解程度,故溶液显酸性(2分)
②ab(2分)
本题解析:(1)首先写出CH4将NO2还原为N2的化学方程式并注明状态,然后根据盖斯定律求出焓变,第1步反应根据NO2,第2步反应根据N2可得:?H=1/2?H1+1/2?H2=-867?kJ?mol-1,进而写出热化学方程式。
(2)①0~10 min内,氢气的平均反应速率v(H2)=3v(CH3OH)="3×0.75mol/L÷10min=0.225" mol/(L·min);
根据三段式求算各物质平衡浓度:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
初始浓度(mol?L?1)? 1.00? 3?0?0
转化浓度(mol?L?1)? 0.75? 2.25? 0.75? 0.75?
平衡浓度(mol?L?1)? 0.25? 0.75?0.75? 0.75
平衡常数K=0.75×0.75÷(0.25×0.753)=5.33,向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g),浓度商Q=0.75×1.75÷(1.25×0.753)="2.49" < K,则平衡正向移动。
②由图可知最高点反应到达平衡,达平衡后,温度越高,φ(CH3OH)越小,平衡向逆反应进行,升高温度平衡吸热方向进行,逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,即△H3<0。
(3)①由表格中的数据可知,HSO3-越多,酸性越强,所以NaHSO3溶液显酸性;HSO3?电离生成氢离子,电离方程式为HSO3-?H++SO32-,同时HSO3?还能水解,HSO3-+H2O
H2SO3+OH-,溶液显酸性是因其电离大于其水解。
②当溶液呈中性时,溶质为亚硫酸钠和亚硫酸氢钠,电离与水解的程度相等,a.由电荷守恒可知,c(H+)+c(Na+)═2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-),中性溶液则c(H+)═c(OH-),则c(Na+)═2c(SO32-)+c(HSO3-),正确;b.SO32-+H2O?HSO3-+OH-,HSO3-?H++SO32-,亚硫酸两步水解,则离子浓度为c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-),正确;c.根据电荷守恒可得:c(Na+)+c(H+)═2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-),错误。
本题难度:一般
4、选择题 下列说法正确的是(?)
A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B.反应是放热还是吸热由反应物和生成物的总能量的相对大小决定
C.伴有能量变化的物质变化都是化学变化
D.放热反应在常温下一定容易发生
参考答案:B
本题解析:反应是放热反应还是吸热反应,与反应条件无关系。只与反应物和生成物总能量的相对大小有关系。所以选项A、D不正确,B正确;物理变化过程中也伴随能量的变化,C不正确,答案选B。
点评:该题是基础性试题的考查,主要是考查学生对反应热含义以及影响因素的了解情况,意在巩固学生的基础知识,提高学生的应试能力,有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。另外该题还需要注意的是物理变化中的热效应不能是放热反应或吸热反应。
本题难度:一般
5、选择题 对于敞口容器中的反应:Zn(s)+H2SO4(aq)= ZnSO4 (aq)+H2(g), 反应过程中能量关系可用右图表示,下列叙述中不正确的是(?)

A.1 molZn的能量高于1 molH2的能量
B.反应物Zn和H2SO4的总能量高于产物 ZnSO4和H2的总能量
C.如果Zn足量,反应速率会经历由慢到快到慢的过程
D.用锌粉代替锌粒,速率会加快
参考答案:A
本题解析:根据图像可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,所以是放热反应,A不正确,B正确。开始溶液温度逐渐升高,反应速率逐渐加快,后来氢离子浓度逐渐降低,反应速率又逐渐降低,C正确。增大反应物的接触面积,加快反应速率,D正确,所以正确的答案是A。
本题难度:一般