内容正文:
高二化学
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 Mg:24
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共计42分。)
1. 下列化学反应过程中的能量变化与下图相符的是
A. B.
C. D.
2. 下列说法正确的是
A. 高温条件下发生的反应一定是吸热反应
B. 冬天水结成冰为放热反应
C. 由可知,CO的燃烧热为
D. 乙炔的燃烧热为,则反应的
3. 298 K、101 kPa时,1 g氨完全分解为氮气和氢气,吸收2.72 kJ的热量。则下列热化学方程式正确的是
A. N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=+92.4 kJ·mol-1
B. N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=+46.2 kJ·mol-1
C. NH3(g)=N2(g)+H2(g)ΔH=+46.2 kJ·mol-1
D. 2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)ΔH=-92.4 kJ·mol-1
4. 和在催化剂表面合成氨的微观历程示意图如下,已知属于放热反应。下列说法不正确的是
A. ③→④是吸热过程
B. ②→③过程中断裂了非极性共价键
C. 合成氨反应中,反应物总能量大于生成物总能量
D. 合成氨反应中,反应物断键吸收的能量小于生成物成键释放的能量
5. 下列关于盐酸与NaOH溶液反应的反应热测定实验的说法不正确的是
A. 为了保证完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液
B. 所需的玻璃仪器有烧杯、温度计、玻璃搅拌器、量筒
C. 测量盐酸溶液温度的温度计未洗涤立即测定氢氧化钠溶液的温度,会使得偏小
D. 若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,计算所得反应热偏大
6. 一定条件下,容器内发生反应:,其能量变化如图所示.
下列说法错误的是
A. 该反应的决速步骤为
B. 该反应的焓变
C. 反应物的键能之和小于生成物的键能之和
D. 若加入催化剂,可以增大活化分子百分数
7. 对于可逆反应2A(s)+3B(g)C(g)+2D(g)ΔH<0,在一定条件下达到平衡。下列有关叙述正确的是
①增加A的量,平衡向正反应方向移动
②升高温度,平衡向逆反应方向移动,v(正)减小
③压强增大一倍,平衡不移动,v(正)、v(逆)不变
④增大B的浓度,v(正)>v(逆)
⑤加入催化剂,B的转化率提高
A. ①② B. ④ C. ③ D. ④⑤
8. 合成氨工业中采用循环操作(如图),主要是为了
A. 降低氨的沸点 B. 提高氮气和氢气的利用率
C. 提高平衡混合物中氨的含量 D. 增大化学反应速率
9. 稀氨水中存在着下列平衡:NH3•H2O⇌+OH-,若要使平衡向逆反应方向移动,同时使 c(OH-)增大,应加入适量的物质是(忽略溶解热)
①NH4Cl 固体 ②硫酸 ③NaOH 固体 ④水 ⑤加热
A. 仅①②③⑤ B. 仅③⑤ C. 仅③ D. 仅①③
10. 醋酸溶液中存在电离平衡,下列叙述不正确的是
A. 升高温度,平衡正向移动,醋酸的电离常数K增大
B. 溶液加入少量的固体,平衡逆向移动
C. 的溶液加水稀释,溶液中减小
D. 室温下,溶液的浓度越大,的电离程度越大
11. 一种基于的储氯电池装置如图,放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极,b极仍增重。关于图中装置所示电池,下列说法错误的是
A. 放电时向b极迁移
B. 该电池可用于海水脱盐
C. a极反应:
D. 若以Ag/AgCl电极代替a极,电池将失去储氯能力
12. 我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水()电解系统(如下图)。以新型为催化剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气,电解池中还会产生氧气。下列关于该系统的说法错误的是
A. 将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率
B. 在外电路中,电子从电极1流向电极4
C. 电极3的反应为:
D. 理论上,每通过2mol电子,可产生
13. 一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 电解过程中,向左室迁移
B. 电解过程中,左室中的浓度持续下降
C. 用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处,试纸先变红后褪色
D. 完全转化为的电解总反应:
14. 一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示,双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。除硼原理:。下列说法错误的是
A. Pt电极反应:
B. 外加电场可促进双极膜中水的电离
C. Ⅲ室中,X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D. Ⅳ室每生成,同时Ⅱ室最多生成
二、填空题(本大题共4小题,58分)
15. 中和热的测定是高中重要的定量实验。取0.55mol/L的NaOH溶液50mL与0.25mol/L的硫酸50mL置于如图所示的装置中进行中和热的测定实验,回答下列问题:
(1)从如图实验装置看,其中缺少的一种玻璃用品是___________。
(2)若改用和溶液进行反应与上述实验相比,所放出的热量___________(填“相等”“不相等”),若实验操作均正确,则所求中和热___________(填“相等”“不相等”),用相同浓度和体积的氨水()代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会___________(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
(3)某学生实验记录数据如下:
实验次数
起始温度T1/℃
终止温度T2/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.6
26.6
26.6
29.1
2
27.0
27.4
27.2
31.2
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
近似认为0.55 mol·L-1 NaOH溶液和0.25mol·L-1稀硫酸的密度都是1 g·cm-3,中和后生成的溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1。
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热___________(结果保留一位小数)。
(4)上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是___________。
a.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸的温度
b.量取硫酸的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
16. 氮及其化合物在农业、工业、国防等方面应用广泛。回答下列问题:
(1)氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体。一定条件下某储氢反应的能量变化如图甲,已知该条件下的合成氨反应为 。
①过程Ⅳ中的x=___________。
②该条件下,向某密闭容器中充入和生成,充分反应后测得放出热量,此时与的转化率之比为___________;其他条件不变,若起始加入更高效的催化剂,充分反应后测得放出的热量将___________(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)已知时的燃烧热()为,则表示燃烧热的热化学方程式为___________。
(3)合成氨反应中,在投料一定的情况下,为提高氨气在平衡混合物中的体积分数,可采取的措施为___________(填选项字母)。
a.低温高压 b.高温高压 c.高温低压 d.高效催化剂
用碰撞理论解释合成氨反应温度越高反应速率越大的原因:___________。
(4)是制硝酸的重要反应之一,其反应过程—能量变化如图乙:
已知:为快速平衡,可认为不受慢反应的影响。研究发现,反应在一定温度范围内,随温度升高反应速率减小,试分析原因:___________。
17. 以废弃铁铝合金(含有少量的氧化物、等)为原料,合成铁黄()和冰晶石()的工艺流程如图。回答下列问题:
已知:微溶于水,难溶于水。
(1)“碱溶”时发生反应的离子方程式为___________。
(2)经检验,“酸溶”所得溶液中无,其原因可能为___________。
(3)实验室从“酸溶”所得溶液中分离出。下列给出的仪器中不需要使用的是___________(填仪器名称)。
(4)生成的离子方程式为___________;设计实验检验铁黄是否洗涤干净:___________。
(5)“沉铝”阶段所得滤液的溶质主要为___________(填化学式)。
(6)工业冶炼铝时加入冰晶石来降低生产成本,冰晶石中所含、、三种元素中,简单离子半径从大到小的顺序是___________(写离子符号)。
18. 如图为元素周期表的一部分,参照元素①~⑩在表中的位置,回答下列问题:
(1)写出元素锗(Ge,原子序数32)在元素周期表中的位置___________。
(2)③⑦⑧最高价氧化物对应水化物酸性由强到弱的顺序为(填化学式)___________。
(3)写出②的单质在足量④的单质中燃烧产物的电子式___________。用电子式表示⑤和⑩组成简单化合物的形成过程___________。
(4)④和⑨的单质均能与H2反应生成H2R型化合物,请判断这两种H2R型化合物的热稳定性___________(填化学式)。
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高二化学
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 Mg:24
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共计42分。)
1. 下列化学反应过程中的能量变化与下图相符的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.HCl与NaOH的中和反应是放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,与图像不符,A错误;
B.Fe与H2SO4的置换反应是放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,与图像不符,B错误;
C.Mg在O2中燃烧是放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,与图像不符,C错误;
D.C与CO2在高温下反应生成CO是吸热反应,反应物总能量低于生成物总能量,与图像相符,D正确;
故答案为:D。
2. 下列说法正确的是
A. 高温条件下发生的反应一定是吸热反应
B. 冬天水结成冰为放热反应
C. 由可知,CO的燃烧热为
D. 乙炔的燃烧热为,则反应的
【答案】C
【解析】
【详解】A.高温条件下发生的反应不一定是吸热反应,如铝热反应需要高温引发,但为放热反应,A错误;
B.水结冰是物理变化,不属于化学反应,B错误;
C.燃烧热为1mol物质完全燃烧的焓变,反应中2mol CO对应ΔH=-566kJ·mol-1,则1mol CO的燃烧热为283kJ·mol-1,C正确;
D.燃烧热要求可燃物和氧气反应生成液态水,乙炔的燃烧热为,则反应的,D错误;
故选C。
3. 298 K、101 kPa时,1 g氨完全分解为氮气和氢气,吸收2.72 kJ的热量。则下列热化学方程式正确的是
A. N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=+92.4 kJ·mol-1
B. N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=+46.2 kJ·mol-1
C. NH3(g)=N2(g)+H2(g)ΔH=+46.2 kJ·mol-1
D. 2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)ΔH=-92.4 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】
【详解】A.方程式表示合成2molNH3时ΔH为+92.4kJ/mol,但合成氨是放热反应,ΔH应为负值,A错误;
B.方程式表示合成2molNH3时ΔH为+46.2 kJ/mol,但实际合成2molNH3应放出92.4kJ热量,ΔH应为-92.4 kJ/mol,B错误;
C.方程式表示1molNH3分解为molN2和molH2,ΔH=+46.2kJ/mol,与1gNH3分解吸热2.72kJ的计算结果一致,C正确;
D.方程式表示2molNH3分解,分解反应应吸热,ΔH应为正值,D错误;
故选C。
4. 和在催化剂表面合成氨的微观历程示意图如下,已知属于放热反应。下列说法不正确的是
A. ③→④是吸热过程
B. ②→③过程中断裂了非极性共价键
C. 合成氨反应中,反应物总能量大于生成物总能量
D. 合成氨反应中,反应物断键吸收的能量小于生成物成键释放的能量
【答案】A
【解析】
【详解】A.③→④过程中,N原子和H原子形成了化学键,为放热过程,A错误;
B.②→③过程中,和分子中的非极性共价键断裂,形成N原子和H原子,B正确;
C.已知合成氨反应属于放热反应,则反应物总能量大于生成物总能量,C正确;
D.已知合成氨反应属于放热反应,则反应物断键吸收的能量小于生成物成键释放的能量,D正确;
答案选A。
5. 下列关于盐酸与NaOH溶液反应的反应热测定实验的说法不正确的是
A. 为了保证完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液
B. 所需的玻璃仪器有烧杯、温度计、玻璃搅拌器、量筒
C. 测量盐酸溶液温度的温度计未洗涤立即测定氢氧化钠溶液的温度,会使得偏小
D. 若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,计算所得反应热偏大
【答案】C
【解析】
【详解】A.在测定盐酸与NaOH溶液反应的反应热时,为了保证盐酸完全被中和,可以采用稍过量的NaOH溶液,故A正确;
B.反应热的测定实验需要用量筒量取一定体积的酸、碱溶液,用温度计测量反应前酸、碱溶液的温度以及反应后的最高温度,用玻璃搅拌器搅拌,同时反应在烧杯内进行,故B正确;
C.测盐酸溶液温度的温度计未洗涤立即测量氢氧化钠溶液的温度时,所测NaOH溶液的温度偏高,温度差偏小,反应热数值偏小,但该反应热为负值,所以测得的偏大,故C错误;
D.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,由于醋酸电离吸热,反应放热减少,则计算所得反应热偏大,故D正确;
故答案为C。
6. 一定条件下,容器内发生反应:,其能量变化如图所示.
下列说法错误的是
A. 该反应的决速步骤为
B. 该反应的焓变
C. 反应物的键能之和小于生成物的键能之和
D. 若加入催化剂,可以增大活化分子百分数
【答案】B
【解析】
【详解】A.过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能,活化能越大反应越慢,决定总反应速率的是慢反应,该反应的决速步骤为,A正确;
B.该反应的焓变为1mol氢气和1mol碘蒸气的总能量与能量之间的差值,不是,B错误;
C.由图可知,该反应为放热反应,则反应物的键能之和小于生成物的键能之和,C正确;
D.催化剂可以降低反应活化能,使活化分子的数目增加,提高活化分子百分数,D正确;
答案选B。
7. 对于可逆反应2A(s)+3B(g)C(g)+2D(g)ΔH<0,在一定条件下达到平衡。下列有关叙述正确的是
①增加A的量,平衡向正反应方向移动
②升高温度,平衡向逆反应方向移动,v(正)减小
③压强增大一倍,平衡不移动,v(正)、v(逆)不变
④增大B的浓度,v(正)>v(逆)
⑤加入催化剂,B的转化率提高
A. ①② B. ④ C. ③ D. ④⑤
【答案】B
【解析】
【详解】①A是固体,增加A的量,平衡不移动,故①错误;
②升高温度, v(逆)、v(正)均增大,故②错误;
③压强增大一倍,平衡不移动,v(正)、v(逆)均增大,故③错误;
④增大B的浓度, 平衡正向移动,v(正)>v(逆),故④正确;
⑤加入催化剂,平衡不移动,B的转化率不变,故⑤错误;
正确的只有④,故选B。
8. 合成氨工业中采用循环操作(如图),主要是为了
A. 降低氨的沸点 B. 提高氮气和氢气的利用率
C. 提高平衡混合物中氨的含量 D. 增大化学反应速率
【答案】B
【解析】
【详解】合成氨中氢气与氮气在一定条件下反应生成氨气,该反应为可逆反应,为提高氮气和氢气的利用率,将产物中氨气液化,再将未反应完的氮气和氢气通入合成塔中,进行循环利用,故答案选B。
9. 稀氨水中存在着下列平衡:NH3•H2O⇌+OH-,若要使平衡向逆反应方向移动,同时使 c(OH-)增大,应加入适量的物质是(忽略溶解热)
①NH4Cl 固体 ②硫酸 ③NaOH 固体 ④水 ⑤加热
A. 仅①②③⑤ B. 仅③⑤ C. 仅③ D. 仅①③
【答案】C
【解析】
【分析】使平衡向逆反应方向移动,同时使c(OH-)增大,则可加入含OH-的物质,结合浓度对化学平衡的影响分析解答判断。
【详解】①加NH4Cl固体,铵根离子浓度增大,平衡逆向移动, c(OH-)减小,故①不符合题意;
②加硫酸,c(OH-)减小,平衡正向移动,故②不符合题意;
③加NaOH固体,c(OH-)增大,平衡向逆反应方向移动,故③符合题意;
④加水,促进弱电解质的电离,电离平衡正向移动, c(OH-)减小,故④不符合题意;
⑤弱电解质的电离为吸热过程,加热,电离平衡正向移动,c(OH-)增大,故⑤不符合题意;
使平衡向逆反应方向移动,同时使 c(OH-)增大的只有③,故选C。
10. 醋酸溶液中存在电离平衡,下列叙述不正确的是
A. 升高温度,平衡正向移动,醋酸的电离常数K增大
B. 溶液加入少量的固体,平衡逆向移动
C. 的溶液加水稀释,溶液中减小
D. 室温下,溶液的浓度越大,的电离程度越大
【答案】D
【解析】
【详解】A.醋酸电离吸热,升温使平衡正向移动,Ka增大,A正确;
B.加入CH3COONa固体,c(CH3COO⁻)增大,平衡逆向移动,B正确;
C.稀释时,溶液中c(H+)减小,=减小,C正确; ∙
D.醋酸为弱电解质,浓度越大,电离程度(α)反而越小,D错误;
故选D。
11. 一种基于的储氯电池装置如图,放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极,b极仍增重。关于图中装置所示电池,下列说法错误的是
A. 放电时向b极迁移
B. 该电池可用于海水脱盐
C. a极反应:
D. 若以Ag/AgCl电极代替a极,电池将失去储氯能力
【答案】D
【解析】
【分析】放电过程中a、b极均增重,这说明a电极是负极,电极反应式为,b电极是正极,电极反应式为NaTi2(PO4)3+2e-+2Na+=Na3Ti2(PO4)3,据此解答。
【详解】A.放电时b电极是正极,阳离子向正极移动,所以向b极迁移,A正确;
B.负极消耗氯离子,正极消耗钠离子,所以该电池可用于海水脱盐,B正确;
C.a电极是负极,电极反应式为,C正确;
D.若以Ag/AgCl电极代替a极,此时Ag失去电子,结合氯离子生成氯化银,所以电池不会失去储氯能力,D错误;
答案选D。
12. 我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水()电解系统(如下图)。以新型为催化剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气,电解池中还会产生氧气。下列关于该系统的说法错误的是
A. 将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率
B. 在外电路中,电子从电极1流向电极4
C. 电极3的反应为:
D. 理论上,每通过2mol电子,可产生
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,左侧为原电池,右侧为电解池,电极1为负极,发生氧化反应,电极反应式为:Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2,电极2为正极发生还原反应,电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,右侧为电解池,电极3为阳极,产生氧气,电极4产生阴极,产生氢气。
【详解】A.催化剂生长在泡沫镍电极上可加快电解速率,提高催化效率,A正确;
B.根据分析,电极1是负极,电极4为阴极,电子从电极1流向电极4,B正确;
C.由分析可知,电极3为阳极,发生氧化反应,生成氧气,电极3的反应为:,C正确;
D.根据分析可知,电极2和电极4均产生氢气,理论上,每通过2mol电子,可产生2molH2,D错误;
答案选D。
13. 一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 电解过程中,向左室迁移
B. 电解过程中,左室中的浓度持续下降
C. 用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处,试纸先变红后褪色
D. 完全转化为的电解总反应:
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,左侧发生,N元素化合价下降,则左侧是阴极区,右侧发生,Cl元素化合价上升,则右侧是阳极区,据此解答;
【详解】A.电解池中,阳离子向阴极移动,则,向左室迁移,A正确;
B.电解过程中,先生成,再消耗,是中间产物,其浓度增大还是减小,取决于生成速率与消耗速率,无法得出其浓度持续下降的结论,B错误;
C.b处生成氯气,与水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸能使蓝色石蕊试纸变红,次氯酸能使变红的试纸褪色,故能看到试纸先变红后褪色,C正确;
D.左侧阴极总反应是,右侧阳极总反应是,将两电极反应相加即可得到总反应,D正确;
故选B。
14. 一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示,双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。除硼原理:。下列说法错误的是
A. Pt电极反应:
B. 外加电场可促进双极膜中水的电离
C. Ⅲ室中,X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D. Ⅳ室每生成,同时Ⅱ室最多生成
【答案】C
【解析】
【分析】由图中氢离子和氢氧根的流向,可推出左侧Pt电极为阳极,右侧石墨电极为阴极,阳极发生的反应为:,阴极发生的反应为:,Ⅲ室中氯化钠浓度降低了,说明钠离子往阴极方向移动,氯离子往阳极方向移动,据此解答。
【详解】A.由分析可知,Pt电极为阳极,阳极发生的反应为:,A正确;
B.水可微弱的电离出氢离子和氢氧根,在外加电场作用下,使氢离子和氢氧根往两侧移动,降低了浓度,可促进双极膜中水的电离,B正确;
C.由分析可知,Ⅲ室中氯化钠浓度降低了,说明钠离子往阴极方向移动,氯离子往阳极方向移动,即钠离子往右侧移动,通过Y膜,则Y膜为阳离子交换膜,氯离子往左侧移动,通过X膜,则X膜为阴离子交换膜,C错误;
D.Ⅳ室每生成,则转移1mol电子,有1mol氢离子移到Ⅱ室中,生成,D正确;
故选C。
二、填空题(本大题共4小题,58分)
15. 中和热的测定是高中重要的定量实验。取0.55mol/L的NaOH溶液50mL与0.25mol/L的硫酸50mL置于如图所示的装置中进行中和热的测定实验,回答下列问题:
(1)从如图实验装置看,其中缺少的一种玻璃用品是___________。
(2)若改用和溶液进行反应与上述实验相比,所放出的热量___________(填“相等”“不相等”),若实验操作均正确,则所求中和热___________(填“相等”“不相等”),用相同浓度和体积的氨水()代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会___________(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
(3)某学生实验记录数据如下:
实验次数
起始温度T1/℃
终止温度T2/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.6
26.6
26.6
29.1
2
27.0
27.4
27.2
31.2
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
近似认为0.55 mol·L-1 NaOH溶液和0.25mol·L-1稀硫酸的密度都是1 g·cm-3,中和后生成的溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1。
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热___________(结果保留一位小数)。
(4)上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是___________。
a.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸的温度
b.量取硫酸的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
【答案】(1)环形玻璃搅拌棒
(2) ①. 不相等 ②. 相等 ③. 偏小
(3)-66.9 (4)b
【解析】
【小问1详解】
中和热的测定实验中需要让反应快速完成,故在温度计中间需要放一个环形玻璃搅拌棒。
【小问2详解】
若改用和溶液进行反应,与上述实验相比增加了硫酸的量,反应进行更彻底放出的热更多;而中和热与量无关,中和反应生成1mol水放出的热相同,故两组实验中和热相等;一水合氨是弱电解质,在水中的电离是吸热反应,故换成氨水后中和热数值会因为电离吸热而偏小。
【小问3详解】
4次温度差分别为:2.5℃,4.0℃,3.9℃,4.1℃,第1组数据无效,温度差平均值=4.0℃;50 mL0.25 mol/L硫酸与50 mL0.55 mol/L NaOH溶液进行中和反应生成水的物质的量为0.05 L×0.25 mol/L×2=0.025 mol,溶液的质量为:100 mL×1 g/mL=100 g,温度变化的值为T=4.0℃,则生成0.025mol水放出的热量为即1.672 kJ,所以实验测得的中和热;
【小问4详解】
上述实验数值结果比57.3kJ/mol放热多,故:
a.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸的温度会因为中和反应放热使热量损失,a不符合题意;
b.量取硫酸的体积时仰视刻度线,会使量取的硫酸溶液体积偏大,放热多,b符合题意;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,会让热量散失较多,放热减小,c不符合题意;
故选b。
16. 氮及其化合物在农业、工业、国防等方面应用广泛。回答下列问题:
(1)氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体。一定条件下某储氢反应的能量变化如图甲,已知该条件下的合成氨反应为 。
①过程Ⅳ中的x=___________。
②该条件下,向某密闭容器中充入和生成,充分反应后测得放出热量,此时与的转化率之比为___________;其他条件不变,若起始加入更高效的催化剂,充分反应后测得放出的热量将___________(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)已知时的燃烧热()为,则表示燃烧热的热化学方程式为___________。
(3)合成氨反应中,在投料一定的情况下,为提高氨气在平衡混合物中的体积分数,可采取的措施为___________(填选项字母)。
a.低温高压 b.高温高压 c.高温低压 d.高效催化剂
用碰撞理论解释合成氨反应温度越高反应速率越大的原因:___________。
(4)是制硝酸的重要反应之一,其反应过程—能量变化如图乙:
已知:为快速平衡,可认为不受慢反应的影响。研究发现,反应在一定温度范围内,随温度升高反应速率减小,试分析原因:___________。
【答案】(1) ①. 462.2 ②. 4:3 ③. 等于
(2)
(3) ①. a ②. 升高温度,反应物分子的能量增加,反应物的活化分子数及活化分子百分数增大,有效碰撞次数增加
(4)根据图示,正反应放热,升高温度平衡逆向移动,N2O2的浓度减小,速率减慢
【解析】
【小问1详解】
①根据图示,(Ⅰ) ;
(Ⅱ)
根据盖斯定律,(Ⅱ)-(Ⅰ)得,过程Ⅳ中的x=462.2。
②该条件下,向某密闭容器中充入和生成,充分反应,根据 ,放出热量,消耗N2的物质的量为0.25 mol,消耗氢气的物质的量为0.75 mol,此时与的转化率之比为;其他条件不变,若起始加入更高效的催化剂,催化剂不能使平衡移动,充分反应后测得放出的热量将等于。
【小问2详解】
氨气的燃烧热是1 mol NH3完全燃烧生成氮气和液态水放出的能量, 时的燃烧热()为,则表示燃烧热的热化学方程式为;
【小问3详解】
合成氨正反应放热,降低温度,平衡正向移动;合成氨正反应气体物质的量减少,增大压强,平衡正向移动;催化剂对平衡移动无影响,在投料一定的情况下,为提高氨气在平衡混合物中的体积分数,可采取的措施为低温高压,故选a; 升高温度,反应物分子的能量增加,反应物的活化分子数及活化分子百分数增大,有效碰撞次数增加,所以反应速率加快。
【小问4详解】
根据图示,正反应放热,升高温度平衡逆向移动,N2O2的浓度减小,速率减慢,所以在一定温度范围内,随温度升高反应速率减小。
17. 以废弃铁铝合金(含有少量的氧化物、等)为原料,合成铁黄()和冰晶石()的工艺流程如图。回答下列问题:
已知:微溶于水,难溶于水。
(1)“碱溶”时发生反应的离子方程式为___________。
(2)经检验,“酸溶”所得溶液中无,其原因可能为___________。
(3)实验室从“酸溶”所得溶液中分离出。下列给出的仪器中不需要使用的是___________(填仪器名称)。
(4)生成的离子方程式为___________;设计实验检验铁黄是否洗涤干净:___________。
(5)“沉铝”阶段所得滤液的溶质主要为___________(填化学式)。
(6)工业冶炼铝时加入冰晶石来降低生产成本,冰晶石中所含、、三种元素中,简单离子半径从大到小的顺序是___________(写离子符号)。
【答案】(1)
(2)酸溶时,溶解生成的Fe3+被Fe单质还原生成Fe2+
(3)坩埚 (4) ①. ②. 取最后一次洗涤液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液,若未出现白色沉淀,则已洗净,反之亦然
(5)NaHCO3 (6)
【解析】
【分析】利用氧化铝、铝和碱反应,氧化铁、铁不与碱反应的性质差异,碱浸分离铁元素,滤渣为铁,氧化铁,硫酸酸浸可用于制备铁的相关产物,滤液为四羟基合铝酸钠溶液,加入CO2调pH沉铝得Al(OH)3,用于制备冰晶石Na3AlF6,据此解答。
【小问1详解】
氢氧化钠碱溶时铝发生的反应离子方程式为:。
【小问2详解】
酸溶时,溶解生成的Fe3+被Fe单质还原生成Fe2+。
【小问3详解】
从酸溶出的溶液得到FeSO4⋅7H2O,操作为蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,需要用到玻璃棒和漏斗,不需要用到灼烧用的坩埚。
【小问4详解】
生成铁黄的离子方程式为,铁黄表面附着的溶液主要为,检验操作为取最后一次洗涤液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液,若未出现白色沉淀,则已洗净,反之亦然。
【小问5详解】
过量CO2与四羟基合铝酸钠反应转化为Al(OH)3和NaHCO3,所以沉铝得到的主要溶质为NaHCO3。
【小问6详解】
电子数相同,核电荷数越大,对核外电子的束缚力越大,离子半径越小,所以。
18. 如图为元素周期表的一部分,参照元素①~⑩在表中的位置,回答下列问题:
(1)写出元素锗(Ge,原子序数32)在元素周期表中的位置___________。
(2)③⑦⑧最高价氧化物对应水化物酸性由强到弱的顺序为(填化学式)___________。
(3)写出②的单质在足量④的单质中燃烧产物的电子式___________。用电子式表示⑤和⑩组成简单化合物的形成过程___________。
(4)④和⑨的单质均能与H2反应生成H2R型化合物,请判断这两种H2R型化合物的热稳定性___________(填化学式)。
【答案】(1)第四周期第ⅣA族
(2)
(3) ①. ②.
(4)H2O>H2S
【解析】
【分析】由元素所在周期表的位置,可确定①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨、⑩分别为H、C、N、O、Na、Al、Si、P、S、Cl元素。
【小问1详解】
硅为第三周期第ⅣA族元素,元素锗(Ge,原子序数32)与Si同主族且在Si的下方,则其在元素周期表中的位置为第四周期第ⅣA族。
【小问2详解】
③、⑦、⑧分别为N、Si、P,非金属性N>P>Si,非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,则最高价氧化物对应水化物酸性由强到弱的顺序为(填化学式) 。
【小问3详解】
②的单质(C)在足量④的单质(O2)中燃烧产物为CO2,CO2为共价化合物,C原子与每个O原子各形成1个共价双键,则电子式为。⑤和⑩组成的简单化合物为NaCl,它是由Na+和Cl-构成的离子化合物,则用电子式表示的形成过程为:。
【小问4详解】
④和⑨元素分别为O和S,单质均能与H2反应生成H2R型化合物H2O和H2S,O和S为同主族元素,O在S的上方,同主族元素从上到下,非金属性依次减弱,则非金属性O>S,元素的非金属性越强,氢化物的热稳定性越强,则这两种H2R型化合物的热稳定性H2O>H2S。
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