精品解析:安徽省阜阳市临泉田家炳实验中学(临泉县教师进修学校)2025-2026学年高二上学期9月月考化学试题
2025-10-06
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内容正文:
高二月考化学试卷
(75分钟 100分)
考试范围: 人教版《选择性必修1》第一章
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 杭州第19届亚运会火炬“薪火”采用丙烷(C3H8)作燃料,主火炬塔“钱江潮涌”采用废碳再生的绿色甲醇(CH3OH)作燃料。下列叙述错误的是
A. 丙烷和甲醇均属于有机物
B. 火炬燃烧时存在化学能转化为光能
C. 大力推广使用丙烷、甲醇作燃料有利于实现“碳中和”
D. 二者燃烧时反应物的总能量均大于生成物的总能量
2. 我国坚定不移推进能源革命、推动能源绿色低碳发展。下列有关能源与能量的说法错误的是
A. 可燃冰为清洁能源,为缓解能源危机应大力开发利用
B. 太阳能、潮汐能等清洁能源的使用,有利于“碳中和”的实现
C. 风力发电是将风能转化为机械能、机械能再转化为电能的过程
D. 天然气、煤炭、石油等化石能源是不可再生能源
3. 反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) 可实现汽车尾气的无害化处理,该反应分三步进行,各步的相对能量变化如图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示,设各步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。下列判断正确的是
A. ΔH1<0,ΔH2>0,ΔH3<0 B. ΔH1>0,ΔH2<0,ΔH3<0
C. ΔH1<0,ΔH2>0,ΔH3>0 D. ΔH1>0,ΔH2>0,ΔH3<0
4. 一定条件下,废水中的N 可被氧化为N。已知反应2N(aq)+O2(g)2N(aq) ΔH1=a kJ·mol-1,N(aq)+O2(g)N(aq)+O(g) ΔH2=b kJ·mol-1,O=O键断裂需要吸收的能量为c kJ·mol-1。c等于
A. 2b-a B. a-2b C. a+2b D. b-a
5. 2023年10月4日,三位科学家因“发现和合成量子点”获得2023年诺贝尔化学奖。碳量子点是一类具有显著荧光性能的零维碳纳米材料,直径在2~10 nm之间。我国化学家研究的一种新型复合光催化剂[碳量子点/氮化碳(纳米复合物)]可以利用太阳光实现高效分解水,其原理如图所示。下列说法错误的是
A. 已知反应Ⅱ是放热反应,则反应Ⅰ一定是吸热反应
B. 该过程将太阳能转化为化学能
C. 该过程存在非极性键的断裂和形成
D. 碳量子点零维碳纳米材料属于胶体
6. 进行中和反应反应热的测定实验时,保持其他条件相同,使用以下4组酸、碱组合:①稀盐酸、NaOH溶液;②稀硫酸、NaOH固体;③醋酸溶液、氨水;④稀硫酸、KOH溶液。测得的中和反应反应热ΔH最大的是
A. ① B. ② C. ③ D. ④
7. CO2催化加氢制备CH3OH是CO2资源化利用的重要途径。已知某些反应的能量变化如图1、2所示,下列说法正确的是
A. 图1中反应的热化学方程式可表示为2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
B. CH3OH(g)燃烧热的热化学方程式可表示为
C. 图2中,若生成的H2O为液态,则能量变化可用曲线①表示
D. CO2催化加氢制备CH3OH的反应为放热反应
8. 我国科学家开发新型催化剂实现CO2催化还原制备丙烷,已知几种化学键的键能数据如图:
下列叙述错误的是
A. CO2吸收能量后一定会发生化学键的断裂
B. 断开1 mol CO2(g)中化学键所需的能量大于断开1 mol H2O(g)中化学键所需的能量
C. 过程2H(g)+O(g)→H2O(g)放出能量
D. 3CO2(g)+10H2(g)C3H8(g)+6H2O(g) ΔH=-448 kJ·mol-1
9. 氯及其化合物在生产、生活中应用广泛。几种含氯离子的相对能量如表所示:
离子
Cl-(aq)
ClO-(aq)
Cl (aq)
Cl (aq)
Cl (aq)
相对能量
/(kJ·mol-1)
0
60
101
63
38
下列说法错误的是
A. 酸性条件下,Cl-和ClO-混合会产生有毒气体
B. 五种离子中最稳定的是Cl-
C. ClO-(aq)生成Cl(aq)和Cl-(aq)的过程吸收能量
D. 反应4Cl(aq)3Cl (aq)+Cl-(aq)的ΔH=-138 kJ·mol-1
10. 已知:HF(aq)H+(aq)+F-(aq) ΔH1<0,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH2=-57.3 kJ·mol-1。某实验小组测定0.50 mol·L-1HF溶液和0.55 mol·L-1NaOH溶液反应的反应热,简易量热装置如图所示。下列说法正确的是
A. 用铜质搅拌器替代玻璃搅拌器,测得该反应的ΔH偏低
B. HF(aq)+NaOH(aq)NaF(aq)+H2O(l)的ΔH>-57.3 kJ·mol-1
C. 向小烧杯加料时,应一次性快速加入且立即盖紧杯盖
D. 用温度计测量酸溶液的温度后立即测量碱溶液的温度
11. 科学家研究发现丙烯与HCl加成可能发生反应①和②,其能量变化与反应进程关系如图所示。下列说法正确的是
A. 焓变:反应①<反应②
B. 稳定性:CH3CHClCH3(l)>CH3CH2CH2Cl(l)
C. 反应①的第Ⅰ步与第Ⅱ步均放出能量
D. 选用合适的催化剂能改变反应①和反应②的ΔH
12. 下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
选项
热化学方程式
结论
A
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
ΔH=-196.6 kJ·mol-1
2 mol SO2和1 mol O2混合并充分反应,放出的热量为196.6 kJ
B
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)
ΔH=-57.3 kJ·mol-1
含0.5 mol Ba(OH)2的稀溶液与足量稀硫酸完全中和,放出的热量等于57.3 kJ
C
N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)
ΔH=-534 kJ·mol-1
N2H4的燃烧热ΔH=-534 kJ·mol-1
D
C3H8(g)=C2H4(g)+CH4(g)
ΔH>0
反应物总能量大于生成物总能量
A. A B. B C. C D. D
13. 在标准压强(100 kPa)、298 K时,由最稳定的单质合成1 mol某物质的反应焓变叫作该物质的标准摩尔生成焓,用(单位:kJ·mol-1)表示。有关物质的如图所示,下列有关判断错误的是
A. H2O(l)的< -241.8 kJ·mol-1
B. NH3(g)比N2H4(l)稳定
C. NH3催化氧化的热化学方程式为4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=+902 kJ·mol-1
D. 2 mol NO(g)的能量大于1 mol N2(g)与1 mol O2(g)的能量之和
14. 一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如图,其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一种。涉及热化学方程式:①NH4Cl(s)+d(s)=NH3(g)+b(s) ΔH=+61.34 kJ·mol-1;②b(s)HCl(g)+d(s) ΔH=+97.50 kJ·mol-1。下列说法正确的是
A. d是Mg(OH)Cl
B. 反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的ΔH=+158.84 kJ·mol-1
C. 相同条件下,反应①②的反应热之和小于氯化铵直接分解的反应热
D. 5.35 g NH4Cl完全分解,理论上可获得标准状况下约22.4 L HCl
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
15. 化学反应的变化通常表现为热量的变化,反应热的研究对于化学学科的发展具有重要意义。
(1)下列变化发生吸热反应的是_______(填序号)。
①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 ②铁粉与稀盐酸反应 ③硝酸铵溶于水 ④二氧化碳通过炽热的木炭 ⑤生石灰溶于水 ⑥稀盐酸与NaHCO3溶液反应 ⑦石灰石受热分解
(2)物质、与存在如图所示的能量变化关系。三种物质中最稳定的是_______,反应Ⅲ是_______(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)燃料的热值是指单位质量某种燃料完全燃烧放出的热量,其常用单位为kJ·g-1.已知某些燃料的燃烧热如下表所示:
燃料
H2
CO
CH4
C8H18(辛烷,l)
燃烧热ΔH
/(kJ·mol-1)
-285.8
-283.0
-890.0
-5518.0
①写出表示辛烷燃烧热的热化学方程式:_______。
②CH4的热值约为_______(保留一位小数)。
③上表所列燃料的热值最大的是_______(填化学式),根据燃料的热值及所学知识简要说明此种燃料作为能源的优点:_______。
(4)黄砷(As4)质地较软且呈蜡状,分子结构是由四个原子以单键的方式相互连接所构成的四面体结构,在空气中燃烧产生蓝色火焰,生成六氧化四砷(As4O6,结构如图)。已知部分化学键的键能数据如下表所示,则黄砷的燃烧热ΔH=_______kJ·mo。
化学键
As-As
As-O
O=O
键能/(kJ·mol-1)
a
b
c
(5)现有H2与CH4的混合气体112 L (标准状况下),使其完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),若实验测得反应放出3845.8 kJ的热量,则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是_______。
16. 实验室测定有机化合物(固态或液态)的燃烧热常用氧弹热量计(部分装置结构如图所示)。实验原理:测定的水吸收的热量即为物质燃烧释放的热量。某同学用氧弹热量计按以下实验步骤测量萘[C10H8(s)]的燃烧热。
a.用电子天平称量1400.00 g纯水,倒入内筒中;
b.用电子天平称量1.00 g苯甲酸,置于氧弹热量计内的样品盘上,与点火丝保持微小距离;
c.将试样装入钢弹内,用氧气排空气再注满高纯氧气;
d.打开搅拌器开关,读取纯水温度,当温度不再改变时,记下此时温度,该温度为初始温度;
e.用电火花引发燃烧反应,读取并记录内筒中最高水温;
f.重复实验3次,所得数据如表所示:
实验序号
初始温度/℃
最高水温/℃
①
25.0
28.1
②
24.5
27.4
③
24.0
28.4
g。用电子天平称取0.64 g萘压片并放入样品盘中,将其替换苯甲酸,重复上述实验,测得内筒中温度改变的平均值为2.9 ℃。已知1.00 g苯甲酸完全燃烧放出26.4 kJ的热量。
(1)该装置中缺少的实验仪器是_______(填仪器名称)。
(2)搅拌器适宜的材质为_______(填字母),钢弹(燃烧池)采用钢制的原因是_______。
A.铜 B.钢 C.陶瓷 D.玻璃纤维
(3)氧弹内注满过量高纯氧气的目的是_______。
(4)苯甲酸完全燃烧,氧弹热量计内筒升高的温度平均为_______℃,该热量计绝热外套内水温升高1 ℃需要的热量为_______kJ。
(5)根据题给数据写出表示萘燃烧热的热化学方程式:_______(忽略电火花引燃时的热量及萘本身的热容误差)。
(6)查询文献可知萘[C10H8(s)]的燃烧热ΔH=-5144.3 kJ·mol-1,通过上述实验测得的萘的燃烧热偏大的原因可能是_______(填字母)。
a.钢弹内氧气有剩余 b.萘压片压得太紧实
c.苯甲酸的实际质量大于1 g d.苯甲酸燃烧时钢弹内氧气不足
(7)若称取0.10 g萘,其他条件不变,也能据此实验求得萘的燃烧热,但这样操作可能造成数据不准确,原因是_______。
17. 常规能源的合理利用和新能源的合理开发是当今社会面临的严峻课题。节能减排、绿色发展是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。
(1)LiBH4是常用的储氢材料。2LiBH4/MgH2体系放氢的相对能量示意图如图,则Mg(s)+H2(g)=MgH2(s) ΔH=_______。
(2)已知CO2经催化加氢可合成低碳有机物。
①在500 ℃、a MPa下,2 mol H2和1 mol CO2在某密闭容器中反应生成水和气态二甲醚(CH3OCH3),达到平衡时CO2的转化率为60%,此过程中放出0.3Q kJ的热量。此反应的热化学方程式为_______。
②CO2在镍的催化作用下与氢气反应会生成甲烷,甲酸(HCOOH)是CO2转化为CH4的中间体。
当镍粉用量增加10倍后,反应过程中甲酸的含量迅速减少,图中两步反应中反应速率增加较大的一步是_______(填“ⅰ”或“ⅱ”)。加入催化剂后,该反应的ΔH_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)利用生物乙醇来制取绿色能源氢气的部分反应过程如图所示。
已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH1=-41 kJ·mol-1
CH3CH2OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g) ΔH2=+174.1 kJ·mol-1
写出反应Ⅰ的热化学方程式:_______。
(4)0.3 mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ的热量,其热化学方程式为_______;已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_______kJ。
(5)用NaOH溶液吸收热电企业产生的废气可以减少空气污染,转化关系如图所示,则ΔH4=_______(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的式子表示)。
18. 研究大气中含硫化合物(主要是SO2和H2S)的转化具有重要意义。
(1)工业上采用高温热分解H2S的方法制取H2,在膜反应器中分离H2,发生的反应为2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH。已知:①H2S(g)H2(g)+S(g)ΔH1;②2S(g)S2(g) ΔH2.则ΔH=_______(用含ΔH1、ΔH2的式子表示)。
(2)土壤中的微生物可将大气中的H2S经两步反应氧化成,两步反应的能量变化示意图如图:
则1 mol H2S(g)全部被氧化为(aq)的热化学方程式为_______。
(3)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3 、FeCl2 、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化关系如图所示。
①在图示的转化关系中,化合价不变的元素是_______。
②该循环过程中Fe3+的作用是_______,图示总反应的化学方程式为_______。
③已知反应③生成1 mol H2O(l)时放出a kJ热量,则反应③中转移NA个电子时,放出_______kJ热量。(用含a的式子表示)
(4)工业上用克劳斯工艺处理含H2S的尾气获得硫黄,流程如下:
反应炉中的反应:2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-1035.6 kJ·mol-1
催化转化器中的反应:2H2S(g)+SO2(g)=3S(g)+2H2O(g) ΔH2=-92.85 kJ·mol-1
克劳斯工艺中获得气态硫黄的总反应的热化学方程式为_______。
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高二月考化学试卷
(75分钟 100分)
考试范围: 人教版《选择性必修1》第一章
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 杭州第19届亚运会火炬“薪火”采用丙烷(C3H8)作燃料,主火炬塔“钱江潮涌”采用废碳再生的绿色甲醇(CH3OH)作燃料。下列叙述错误的是
A. 丙烷和甲醇均属于有机物
B. 火炬燃烧时存在化学能转化为光能
C. 大力推广使用丙烷、甲醇作燃料有利于实现“碳中和”
D. 二者燃烧时反应物的总能量均大于生成物的总能量
【答案】C
【解析】
【详解】A.丙烷和甲醇均含有碳元素且结构符合有机物定义,属于有机物,A正确;
B.燃烧过程中化学能转化为热能和光能(如火焰发光),B正确;
C.丙烷燃烧仍会生成CO2,若其来源为化石燃料则增加碳排放,不利于“碳中和”;甲醇因废碳再生可减少净排放,但推广丙烷(未说明绿色来源)不一定有利于碳中和,C错误;
D.燃烧为放热反应,反应物总能量大于生成物总能量,D正确;
故答案为:C。
2. 我国坚定不移推进能源革命、推动能源绿色低碳发展。下列有关能源与能量的说法错误的是
A. 可燃冰为清洁能源,为缓解能源危机应大力开发利用
B. 太阳能、潮汐能等清洁能源的使用,有利于“碳中和”的实现
C. 风力发电是将风能转化为机械能、机械能再转化为电能的过程
D. 天然气、煤炭、石油等化石能源是不可再生能源
【答案】A
【解析】
【详解】A.可燃冰虽是清洁能源,但开采技术不成熟,可能引发甲烷泄漏加剧温室效应,大力开发需谨慎,A错误;
B.太阳能、潮汐能属于清洁能源,使用它们减少碳排放,助力碳中和,B正确;
C.风力发电通过风能驱动叶片(机械能)再转化为电能,描述正确,C正确;
D.化石能源形成周期长,不可再生,D正确;
故选A。
3. 反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) 可实现汽车尾气的无害化处理,该反应分三步进行,各步的相对能量变化如图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示,设各步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。下列判断正确的是
A. ΔH1<0,ΔH2>0,ΔH3<0 B. ΔH1>0,ΔH2<0,ΔH3<0
C. ΔH1<0,ΔH2>0,ΔH3>0 D. ΔH1>0,ΔH2>0,ΔH3<0
【答案】B
【解析】
【详解】从各步的相对能量变化如图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知,图Ⅰ反应物的能量低于生成物的能量,该步为吸热反应;图Ⅱ反应物的能量高于生成物的能量,该步反应为放热反应,图Ⅲ反应物的能量高于生成物的能量,该步反应为放热反应,即,,,B正确;
故选B。
4. 一定条件下,废水中的N 可被氧化为N。已知反应2N(aq)+O2(g)2N(aq) ΔH1=a kJ·mol-1,N(aq)+O2(g)N(aq)+O(g) ΔH2=b kJ·mol-1,O=O键断裂需要吸收的能量为c kJ·mol-1。c等于
A. 2b-a B. a-2b C. a+2b D. b-a
【答案】A
【解析】
【详解】①ΔH1=a kJ·mol-1,② ΔH2=b kJ·mol-1,根据盖斯定律分析,②×2-①得热化学方程式为:O2(g)=2O(g) ΔH= (2b-a) kJ/mol。故选A。
5. 2023年10月4日,三位科学家因“发现和合成量子点”获得2023年诺贝尔化学奖。碳量子点是一类具有显著荧光性能的零维碳纳米材料,直径在2~10 nm之间。我国化学家研究的一种新型复合光催化剂[碳量子点/氮化碳(纳米复合物)]可以利用太阳光实现高效分解水,其原理如图所示。下列说法错误的是
A. 已知反应Ⅱ是放热反应,则反应Ⅰ一定是吸热反应
B. 该过程将太阳能转化为化学能
C. 该过程存在非极性键的断裂和形成
D. 碳量子点零维碳纳米材料属于胶体
【答案】D
【解析】
【详解】A.水分解为H2和O2的总反应是吸热反应(ΔH>0),总反应焓变等于反应Ⅰ和反应Ⅱ焓变之和。若反应Ⅱ为放热反应(ΔH2<0),则反应Ⅰ的焓变ΔH1=ΔH - ΔH2>0,即反应Ⅰ一定吸热,A正确;
B.该过程利用太阳光分解水,太阳能转化为化学能储存在H2和O2中,B正确;
C.反应中H2O2(含O-O非极性键)分解时断裂O-O非极性键,同时生成H2(H-H非极性键)和O2(O=O非极性键),存在非极性键的断裂和形成,C正确;
D.胶体是分散质粒子直径1~100nm的分散系(混合物),而碳量子点是零维碳纳米材料(纯净物或单一成分物质),并非分散系,不属于胶体,D错误;
故选D。
6. 进行中和反应反应热的测定实验时,保持其他条件相同,使用以下4组酸、碱组合:①稀盐酸、NaOH溶液;②稀硫酸、NaOH固体;③醋酸溶液、氨水;④稀硫酸、KOH溶液。测得的中和反应反应热ΔH最大的是
A. ① B. ② C. ③ D. ④
【答案】C
【解析】
【详解】①稀盐酸与NaOH溶液均为强酸强碱,中和反应释放热量,ΔH约为-57.3 kJ/mol;
②稀硫酸与NaOH固体反应时,NaOH固体溶解会额外放热,导致测得的总热量偏大,ΔH更小(更负);
③醋酸和氨水均为弱电解质,中和前需吸热解离,导致整体放热量减少,ΔH绝对值更小(如-30 kJ/mol),数值上更大;
④稀硫酸与KOH溶液均为强酸强碱,ΔH与①相近,约为-57.3 kJ/mol;
综上分析可知,③的ΔH最大,故答案为:C。
7. CO2催化加氢制备CH3OH是CO2资源化利用的重要途径。已知某些反应的能量变化如图1、2所示,下列说法正确的是
A. 图1中反应的热化学方程式可表示为2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
B. CH3OH(g)燃烧热的热化学方程式可表示为
C. 图2中,若生成的H2O为液态,则能量变化可用曲线①表示
D. CO2催化加氢制备CH3OH的反应为放热反应
【答案】D
【解析】
【分析】图1热化学方程式为;图2表示热化学方程式为。
【详解】A.图1中反应物为,产物为,,热化学方程式为,若生成2 mol,应为,即,A错误;
B.图2表示热化学方程式为,燃烧热要求生成指定产物,、,而该反应中为,不符合燃烧热定义,即该反应不能表示燃烧热的热化学方程式,B错误;
C.变为是放热过程,生成液态水时产物能量更低,反应放出热量更多(ΔH更负),曲线应在原产物能量下方,曲线①对应的产物能量更高,则不符合,C错误;
D.目标反应为,根据盖斯定律,图1反应图2反应得到目标反应,故,为放热反应,D正确;
故选D。
8. 我国科学家开发新型催化剂实现CO2催化还原制备丙烷,已知几种化学键的键能数据如图:
下列叙述错误的是
A. CO2吸收能量后一定会发生化学键的断裂
B. 断开1 mol CO2(g)中化学键所需的能量大于断开1 mol H2O(g)中化学键所需的能量
C. 过程2H(g)+O(g)→H2O(g)放出能量
D. 3CO2(g)+10H2(g)C3H8(g)+6H2O(g) ΔH=-448 kJ·mol-1
【答案】A
【解析】
【详解】A.CO2吸收能量后,若能量未达到化学键断裂所需的键能,可能仅使分子动能或势能增加,不会发生化学键断裂,“一定”表述错误,A错误;
B.1 mol CO2含2个C=O键,断开所需吸收能量为2×799kJ=1598 kJ;1 mol H2O含2molO-H键,断开所需吸收能量为2×467kJ=934 kJ,1598kJ>934kJ,B正确;
C.2H(g)+O(g)→H2O(g)过程中形成2个O-H键,形成化学键会释放能量,C正确;
D.ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能,3CO2(g)+10H2(g)C3H8(g)+6H2O(g) ΔH=6E(C=O)+10E(H-H)-2E(C-C)-8E(C-H)-12E(O-H)=6×799kJ·mol-1+10×436kJ·mol-1-2×347kJ·mol-1-8×413kJ·mol-1-12×467kJ·mol-1=-448 kJ·mol-1,D正确;
故答案为:A。
9. 氯及其化合物在生产、生活中应用广泛。几种含氯离子的相对能量如表所示:
离子
Cl-(aq)
ClO-(aq)
Cl (aq)
Cl (aq)
Cl (aq)
相对能量
/(kJ·mol-1)
0
60
101
63
38
下列说法错误的是
A. 酸性条件下,Cl-和ClO-混合会产生有毒气体
B. 五种离子中最稳定的是Cl-
C. ClO-(aq)生成Cl(aq)和Cl-(aq)的过程吸收能量
D. 反应4Cl(aq)3Cl (aq)+Cl-(aq)的ΔH=-138 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】
【详解】A.酸性条件下,Cl-和ClO-在H+存在时发生归中反应生成Cl2(有毒气体),A正确;
B.Cl-的相对能量最低(0 kJ·mol-1),能量越低越稳定,B正确;
C.ClO⁻生成和Cl⁻的反应:,ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量,焓变计算:ΔH=(101+0-60×2) kJ·mol-1=-19 kJ·mol-1,反应过程放出能量,C错误;
D.反应4→3+Cl⁻的ΔH=生成物总能量(3×38+0=114)−反应物总能量(4×63=252)=−138 kJ·mol-1,D正确;
故选C。
10. 已知:HF(aq)H+(aq)+F-(aq) ΔH1<0,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH2=-57.3 kJ·mol-1。某实验小组测定0.50 mol·L-1HF溶液和0.55 mol·L-1NaOH溶液反应的反应热,简易量热装置如图所示。下列说法正确的是
A. 用铜质搅拌器替代玻璃搅拌器,测得该反应的ΔH偏低
B. HF(aq)+NaOH(aq)NaF(aq)+H2O(l)的ΔH>-57.3 kJ·mol-1
C. 向小烧杯加料时,应一次性快速加入且立即盖紧杯盖
D. 用温度计测量酸溶液的温度后立即测量碱溶液的温度
【答案】C
【解析】
【详解】A.铜的导热性优于玻璃,用铜质搅拌器会导致热量散失更快,测量的温度升高值偏小,计算出的反应热Q偏小,ΔH(负值)的绝对值偏小,即ΔH偏大,A错误;
B.总反应HF(aq)+NaOH(aq)=NaF(aq)+H2O(l)可由HF电离(ΔH1<0)与H++OH-=H2O(ΔH2=-57.3 kJ/mol)相加得到,ΔH=ΔH1+ΔH2,因ΔH1<0,故ΔH<ΔH2=-57.3 kJ/mol,即ΔH<-57.3 kJ/mol,B错误;
C.一次性快速加入反应物并立即盖紧杯盖,可减少热量散失,保证温度测量准确,C正确;
D.测量酸温后立即测碱温,温度计残留的酸会与碱中和放热,导致碱液初始温度测量偏高,D错误;
故选C。
11. 科学家研究发现丙烯与HCl加成可能发生反应①和②,其能量变化与反应进程关系如图所示。下列说法正确的是
A. 焓变:反应①<反应②
B. 稳定性:CH3CHClCH3(l)>CH3CH2CH2Cl(l)
C. 反应①的第Ⅰ步与第Ⅱ步均放出能量
D. 选用合适的催化剂能改变反应①和反应②的ΔH
【答案】B
【解析】
【详解】A.焓变(ΔH)等于产物总能量减去反应物总能量,由图可知,反应①和②的反应物相同,反应①的产物(CH3CH2CH2Cl(l))能量高于反应②的产物(CH3CHClCH3(l)),则ΔH1=E(产物1)-E(反应物),ΔH2=E(产物2)-E(反应物),由于E(产物1)>E(产物2),故ΔH1>ΔH2,即反应①>反应②,A错误;
B.物质能量越低越稳定,由图可知,CH3CHClCH3(l)的能量低于CH3CH2CH2Cl(l),因此CH3CHClCH3(l)更稳定,B正确;
C.反应①的第Ⅰ步是从反应物到过渡态,能量升高,为吸热过程;第Ⅱ步是从过渡态到产物,能量降低,为放热过程,并非均放出能量,C错误;
D.催化剂只能降低反应的活化能,不改变反应的焓变(ΔH),D错误;
故答案为:B。
12. 下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
选项
热化学方程式
结论
A
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
ΔH=-196.6 kJ·mol-1
2 mol SO2和1 mol O2混合并充分反应,放出的热量为196.6 kJ
B
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)
ΔH=-57.3 kJ·mol-1
含0.5 mol Ba(OH)2的稀溶液与足量稀硫酸完全中和,放出的热量等于57.3 kJ
C
N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)
ΔH=-534 kJ·mol-1
N2H4的燃烧热ΔH=-534 kJ·mol-1
D
C3H8(g)=C2H4(g)+CH4(g)
ΔH>0
反应物总能量大于生成物总能量
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应为可逆反应,实际转化率无法达到100%,因此放出的热量小于196.6 kJ,A错误;
B.反应生成BaSO4沉淀会释放额外热量,导致放出的总热量大于57.3 kJ,B错误;
C.燃烧热要求生成液态水,方程式符合此条件且ΔH对应1 mol N2H4完全燃烧,C正确;
D.ΔH>0表示反应吸热,反应物总能量小于生成物总能量,D错误;
故答案为:C。
13. 在标准压强(100 kPa)、298 K时,由最稳定的单质合成1 mol某物质的反应焓变叫作该物质的标准摩尔生成焓,用(单位:kJ·mol-1)表示。有关物质的如图所示,下列有关判断错误的是
A. H2O(l)的< -241.8 kJ·mol-1
B. NH3(g)比N2H4(l)稳定
C. NH3催化氧化的热化学方程式为4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=+902 kJ·mol-1
D. 2 mol NO(g)的能量大于1 mol N2(g)与1 mol O2(g)的能量之和
【答案】C
【解析】
【详解】A.H2O(g)的为-241.8 kJ·mol-1,H2O(l)转化为H2O(g)需吸热(汽化焓为正),则H2O(l)的生成焓=H2O(g)的生成焓-汽化焓(因液化放热),故H2O(l)的更负,即<-241.8 kJ·mol-1,A正确;
B.物质的生成焓越负,能量越低越稳定。NH3(g)的=-45.9 kJ·mol-1(负),N2H4(l)的=50.6 kJ·mol-1(正),NH3(g)能量更低,更稳定,B正确;
C.反应焓变ΔH=Σ(产物)-Σ(反应物)。对于4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g),ΔH=[4×91.3+6×(-241.8)]-[4×(-45.9)+5×0]=(-1085.6)-(-183.6)=-902 kJ·mol-1,应为ΔH=-902 kJ·mol-1,C错误;
D.NO(g)的生成焓为91.3 kJ·mol-1,即N2(g)+O2(g)=NO(g) ΔH=+91.3 kJ·mol-1(吸热),则2NO(g)=N2(g)+O2(g) ΔH=-182.6 kJ·mol-1(放热),说明2 mol NO(g)能量高于1 mol N2(g)和1 mol O2(g)能量之和,D正确;
故选C。
14. 一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如图,其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一种。涉及热化学方程式:①NH4Cl(s)+d(s)=NH3(g)+b(s) ΔH=+61.34 kJ·mol-1;②b(s)HCl(g)+d(s) ΔH=+97.50 kJ·mol-1。下列说法正确的是
A. d是Mg(OH)Cl
B. 反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的ΔH=+158.84 kJ·mol-1
C. 相同条件下,反应①②的反应热之和小于氯化铵直接分解的反应热
D. 5.35 g NH4Cl完全分解,理论上可获得标准状况下约22.4 L HCl
【答案】B
【解析】
【分析】由反应①和②的元素守恒分析,反应①为,反应②为。
【详解】A.由反应①和②的元素守恒分析,b需含Cl(因反应②生成HCl),故b为Mg(OH)Cl,d为MgO,A错误;
B.反应①+②得:NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g),,B正确;
C.相同条件下,根据盖斯定律,氯化铵直接分解的反应热等于反应①②的反应热之和(),C错误;
D.5.35 g NH4Cl为0.1 mol,完全分解生成0.1 mol HCl,标准状况下体积为2.24 L,D错误;
故选B。
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
15. 化学反应的变化通常表现为热量的变化,反应热的研究对于化学学科的发展具有重要意义。
(1)下列变化发生吸热反应的是_______(填序号)。
①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 ②铁粉与稀盐酸反应 ③硝酸铵溶于水 ④二氧化碳通过炽热的木炭 ⑤生石灰溶于水 ⑥稀盐酸与NaHCO3溶液反应 ⑦石灰石受热分解
(2)物质、与存在如图所示的能量变化关系。三种物质中最稳定的是_______,反应Ⅲ是_______(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)燃料的热值是指单位质量某种燃料完全燃烧放出的热量,其常用单位为kJ·g-1.已知某些燃料的燃烧热如下表所示:
燃料
H2
CO
CH4
C8H18(辛烷,l)
燃烧热ΔH
/(kJ·mol-1)
-285.8
-283.0
-890.0
-5518.0
①写出表示辛烷燃烧热的热化学方程式:_______。
②CH4的热值约为_______(保留一位小数)。
③上表所列燃料的热值最大的是_______(填化学式),根据燃料的热值及所学知识简要说明此种燃料作为能源的优点:_______。
(4)黄砷(As4)质地较软且呈蜡状,分子结构是由四个原子以单键的方式相互连接所构成的四面体结构,在空气中燃烧产生蓝色火焰,生成六氧化四砷(As4O6,结构如图)。已知部分化学键的键能数据如下表所示,则黄砷的燃烧热ΔH=_______kJ·mo。
化学键
As-As
As-O
O=O
键能/(kJ·mol-1)
a
b
c
(5)现有H2与CH4的混合气体112 L (标准状况下),使其完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),若实验测得反应放出3845.8 kJ的热量,则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是_______。
【答案】(1)①④⑥⑦
(2) ①. ②. 放热
(3) ①. C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5518.0 kJ·mol-1 ②. 55.6 kJ·g-1 ③. H2 ④. 热值高、无污染、可再生、原料丰富等
(4)6a+3c-12b
(5)1∶4
【解析】
【小问1详解】
①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应为吸热反应;
②铁粉与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应放热;
③硝酸铵溶于水吸热,但不是化学过程;
④二氧化碳通过炽热的木炭生成一氧化碳,反应吸热;
⑤生石灰溶于水生成氢氧化钙,反应放热;
⑥稀盐酸与NaHCO3溶液反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应吸热;
⑦石灰石受热分解生成氧化钙和二氧化碳,反应吸热;
故答案为①④⑥⑦。
【小问2详解】
能量越低越稳定,三种物质中最稳定的是;反应III的反应物能量大于产物能量,反应放热;
【小问3详解】
①由表格数据可知,辛烷的燃烧热ΔH=-5518.0 kJ·mol-1,则表示辛烷燃烧热的热化学方程式为C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5518.0 kJ·mol-1;
②由表格数据可知,甲烷的燃烧热ΔH=-890.0 kJ·mol-1,则甲烷的热值为=55.625 kJ·g-1≈55.6 kJ·g-1;
③由表格数据可知,氢气、一氧化碳、辛烷的热值分别为=142.9 kJ·g-1、≈10.1 kJ·g-1、≈48.4 kJ·g-1,则热值最大的是氢气(化学式为H2);氢气的热值高,燃烧产物无污染,燃烧产物水经过催化分解又获得氢气,可再生,自然界中含有大量的氢元素,原料丰富,这些优势使得氢气被称为绿色能源。
【小问4详解】
黄砷燃烧的热化学方程式为As4(s)+3O2(g)=As4O6(s) ΔH,反应的焓变=反应物的键能之和-生成物的键能之和,1 mol黄砷完全燃烧,断裂6 mol As-As键和3 mol O=O键,形成12 mol As-O键,ΔH=(6a+3c-12b) kJ·mol-1。
【小问5详解】
混合气体的物质的量n==5 mol。设H2、CH4的物质的量分别是x mol、y mol,则x+y=5,285.8x+890.0y=3845.8,解得x=1、y=4,所以n(H2)∶n(CH4)=1∶4。
16. 实验室测定有机化合物(固态或液态)的燃烧热常用氧弹热量计(部分装置结构如图所示)。实验原理:测定的水吸收的热量即为物质燃烧释放的热量。某同学用氧弹热量计按以下实验步骤测量萘[C10H8(s)]的燃烧热。
a.用电子天平称量1400.00 g纯水,倒入内筒中;
b.用电子天平称量1.00 g苯甲酸,置于氧弹热量计内的样品盘上,与点火丝保持微小距离;
c.将试样装入钢弹内,用氧气排空气再注满高纯氧气;
d.打开搅拌器开关,读取纯水温度,当温度不再改变时,记下此时温度,该温度为初始温度;
e.用电火花引发燃烧反应,读取并记录内筒中最高水温;
f.重复实验3次,所得数据如表所示:
实验序号
初始温度/℃
最高水温/℃
①
25.0
28.1
②
24.5
27.4
③
24.0
28.4
g。用电子天平称取0.64 g萘压片并放入样品盘中,将其替换苯甲酸,重复上述实验,测得内筒中温度改变的平均值为2.9 ℃。已知1.00 g苯甲酸完全燃烧放出26.4 kJ的热量。
(1)该装置中缺少的实验仪器是_______(填仪器名称)。
(2)搅拌器适宜的材质为_______(填字母),钢弹(燃烧池)采用钢制的原因是_______。
A.铜 B.钢 C.陶瓷 D.玻璃纤维
(3)氧弹内注满过量高纯氧气的目的是_______。
(4)苯甲酸完全燃烧,氧弹热量计内筒升高的温度平均为_______℃,该热量计绝热外套内水温升高1 ℃需要的热量为_______kJ。
(5)根据题给数据写出表示萘燃烧热的热化学方程式:_______(忽略电火花引燃时的热量及萘本身的热容误差)。
(6)查询文献可知萘[C10H8(s)]的燃烧热ΔH=-5144.3 kJ·mol-1,通过上述实验测得的萘的燃烧热偏大的原因可能是_______(填字母)。
a.钢弹内氧气有剩余 b.萘压片压得太紧实
c.苯甲酸的实际质量大于1 g d.苯甲酸燃烧时钢弹内氧气不足
(7)若称取0.10 g萘,其他条件不变,也能据此实验求得萘的燃烧热,但这样操作可能造成数据不准确,原因是_______。
【答案】(1)温度计 (2) ①. CD ②. 钢热传导的速率快
(3)确保可燃物完全燃烧
(4) ①. 3.0 ②. 8.8
(5)C10H8(s)+12O2(g)=10CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-5104 kJ·mol-1
(6)bd (7)实验过程中测得的温度变化区间太小,读数误差大
【解析】
【分析】用题图所示装置来测量萘的燃烧热,先用1.00 g苯甲酸的燃烧实验来测定绝热外套内水温升高1 ℃需要的热量,然后将1.00 g苯甲酸换成0.64 g萘,测量水上升的温度,从而测出放出的热量。
【小问1详解】
测定的水吸收的热量即为物质燃烧释放的热量,则实验过程中需要测定温度的变化,缺少的实验仪器是温度计;
【小问2详解】
搅拌器适宜的材质为导热性能差的陶瓷或玻璃纤维,故选CD;钢弹采用钢制的原因是钢的导热性好,能使物质燃烧产生的热量及时传递给水;
【小问3详解】
氧气具有助燃性,氧弹内注满过量高纯氧气的目的是确保可燃物完全燃烧;
【小问4详解】
实验①温差为28.1℃-25.0℃=3.1℃,实验②温差为27.4℃-24.5℃=2.9℃,实验③温差为28.4℃-24.0℃=4.4℃,实验③数据误差较大应该舍去,苯甲酸完全燃烧,氧弹热量计内筒升高的温度平均为℃=3.0℃;1.00 g苯甲酸完全燃烧放出26.4 kJ的热量,则该热量计绝热外套内水温升高1 ℃需要的热量为kJ=8.8kJ;
【小问5详解】
0.64 g萘完全燃烧放出的热量为8.8kJ×2.9=25.52kJ,0.64g萘的物质的量为=0.005mol,则1mol萘完全燃烧放出的热量为kJ=5104 kJ,故表示萘燃烧热的热化学方程式为C10H8(s)+12O2(g)=10CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-5104kJ·mol-1;
【小问6详解】
a.钢弹内氧气有剩余对测得的数据无影响,a项不符合题意;
b.萘压片压得太紧实会导致萘燃烧不充分,测得的萘的燃烧热偏大,b项符合题意;
c.苯甲酸的实际质量大于1 g会导致测得水温升高1 ℃需要的热量偏大,所得萘燃烧放出的热量偏大,测得的萘的燃烧热偏小,c项不符合题意;
d.苯甲酸燃烧时钢弹内氧气不足会导致苯甲酸未完全燃烧,测得的水温升高1 ℃需要的热量偏小,所得萘燃烧放出的热量偏小,测得的萘的燃烧热偏大,d项符合题意。
故选bd;
【小问7详解】
称取0.10 g萘,其他条件不变,容易使得实验过程中测得的温度变化区间太小,读数误差大。
17. 常规能源的合理利用和新能源的合理开发是当今社会面临的严峻课题。节能减排、绿色发展是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。
(1)LiBH4是常用的储氢材料。2LiBH4/MgH2体系放氢的相对能量示意图如图,则Mg(s)+H2(g)=MgH2(s) ΔH=_______。
(2)已知CO2经催化加氢可合成低碳有机物。
①在500 ℃、a MPa下,2 mol H2和1 mol CO2在某密闭容器中反应生成水和气态二甲醚(CH3OCH3),达到平衡时CO2的转化率为60%,此过程中放出0.3Q kJ的热量。此反应的热化学方程式为_______。
②CO2在镍的催化作用下与氢气反应会生成甲烷,甲酸(HCOOH)是CO2转化为CH4的中间体。
当镍粉用量增加10倍后,反应过程中甲酸的含量迅速减少,图中两步反应中反应速率增加较大的一步是_______(填“ⅰ”或“ⅱ”)。加入催化剂后,该反应的ΔH_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)利用生物乙醇来制取绿色能源氢气的部分反应过程如图所示。
已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH1=-41 kJ·mol-1
CH3CH2OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g) ΔH2=+174.1 kJ·mol-1
写出反应Ⅰ的热化学方程式:_______。
(4)0.3 mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ的热量,其热化学方程式为_______;已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_______kJ。
(5)用NaOH溶液吸收热电企业产生的废气可以减少空气污染,转化关系如图所示,则ΔH4=_______(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的式子表示)。
【答案】(1)-76 kJ·mol-1
(2) ①. 2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-Q kJ·mol-1 ②. ⅱ ③. 不变
(3)CH3CH2OH(g)+H2O(g)=2CO(g)+4H2(g) ΔH=+256.1 kJ·mol-1
(4) ①. B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2165 kJ·mol-1 ②. 1016.5
(5)ΔH1+ΔH2-ΔH3
【解析】
【小问1详解】
如图所示,2LiBH4(s)+Mg(s)+H2(g)=2LiBH4(s)+MgH2(s) ΔH=-76 kJ/mol,则Mg(s)+H2(g)=MgH2(s) ΔH=-76 kJ/mol。
【小问2详解】
①H2和CO2反应的化学方程式为2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g),平衡时CO2的转化率为60%,初始投入2 mol H2和1 mol CO2,则0.6 mol CO2和H2反应生成水和气态二甲醚CH3OCH3放出0.3QkJ热量,则2 mol CO2和H2反应生成水和气态二甲醚CH3OCH3,放出QkJ热量,所以压强为a MPa、500℃条件下,H2和CO2反应的热化学方程式为2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-Q kJ·mol-1;
②当镍粉用量增加10倍后,甲酸的产量迅速减少,表明催化剂对第ⅱ步反应影响较大,故当增加镍粉用量时,第ⅱ步反应的反应速率增加较大;催化剂不影响焓变,故加入催化剂后,该反应的ΔH不变。
【小问3详解】
根据反应过程图可知,反应Ⅰ是CH3CH2OH(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g) ,①:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH1=-41 kJ·mol-1,②:CH3CH2OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g) ΔH2=+174.1 kJ·mol-1,根据盖斯定律,②-①×2得反应Ⅰ的热化学方程式:CH3CH2OH(g)+H2O(g)=2CO(g)+4H2(g) ΔH=(+174.1 kJ·mol-1)-(-41 kJ·mol-1)×2=+256.1 kJ·mol-1。
【小问4详解】
乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧生成固态三氧化二硼和液态水,0.3 mol气态B2H6燃烧时放出649.5 kJ的能量,则1 mol气态B2H6燃烧时放出649.5 kJ÷0.3=2165 kJ的能量,因此该反应的热化学方程式为B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2165 kJ·mol-1;标准状况下11.2 L气态B2H6的物质的量为0.5 mol,0.5 mol气态B2H6燃烧生成液态水时放出2165 kJ×0.5=1082.5 kJ的能量,生成1.5 mol液态水,1.5 mol液态水汽化时需要吸收44 kJ×1.5=66 kJ的能量,因此0.5 mol气态乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是1082.5 kJ-66 kJ=1016.5 kJ。
【小问5详解】
根据盖斯定律分析,反应的能量变化取决于反应物和生成物,与过程无关,所以根据图1分析,有ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4,可得ΔH4=ΔH1+ΔH2-ΔH3。
18. 研究大气中含硫化合物(主要是SO2和H2S)的转化具有重要意义。
(1)工业上采用高温热分解H2S的方法制取H2,在膜反应器中分离H2,发生的反应为2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH。已知:①H2S(g)H2(g)+S(g)ΔH1;②2S(g)S2(g) ΔH2.则ΔH=_______(用含ΔH1、ΔH2的式子表示)。
(2)土壤中的微生物可将大气中的H2S经两步反应氧化成,两步反应的能量变化示意图如图:
则1 mol H2S(g)全部被氧化为(aq)的热化学方程式为_______。
(3)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3 、FeCl2 、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化关系如图所示。
①在图示的转化关系中,化合价不变的元素是_______。
②该循环过程中Fe3+的作用是_______,图示总反应的化学方程式为_______。
③已知反应③生成1 mol H2O(l)时放出a kJ热量,则反应③中转移NA个电子时,放出_______kJ热量。(用含a的式子表示)
(4)工业上用克劳斯工艺处理含H2S的尾气获得硫黄,流程如下:
反应炉中的反应:2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-1035.6 kJ·mol-1
催化转化器中的反应:2H2S(g)+SO2(g)=3S(g)+2H2O(g) ΔH2=-92.85 kJ·mol-1
克劳斯工艺中获得气态硫黄的总反应的热化学方程式为_______。
【答案】(1)
(2)
(3) ①. Cu、Cl、H ②. 作催化剂 ③. ④.
(4)
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,目标反应=,则。
【小问2详解】
根据能量变化图像可知,第一步反应为,第二步反应为,两步反应相加得到总反应。
【小问3详解】
①从图示的转化关系结合元素守恒可看出,①、②、③,化合价不变的元素是Cu、H及Cl(图中未参加反应);
②该循环过程中在反应②中参加反应、在反应③中生成,故其作用是作催化剂;在反应①中为反应物、在反应②中为生成物,为催化剂、为中间产物,为催化剂、为中间产物,故总反应反应物为,生成物为,化学方程式为;
③反应③,即化学方程式为,每1 mol参加反应转移电子,生成2 mol,生成1 mol时转移电子放出a kJ热量,则反应③中转移NA个电子时,放出热量。
【小问4详解】
目标反应为,根据盖斯定律,反应炉中的反应催化转化器中的反应,得到目标反应,则,热化学方程式为。
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