【題目】化學變化中伴隨著能量的轉(zhuǎn)化,在理論研究和生產(chǎn)生活中有很重要的作用。
Ⅰ.催化劑是化工技術(shù)的核心,絕大多數(shù)的化工生產(chǎn)均需采用催化工藝。
(1)人們常用催化劑來選擇反應進行的方向.圖1所示為一定條件下1 mol CH3OH 與O2發(fā)生反應時.生成CO、CO2或HCHO的能量變化圖[反應物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。在有催化劑作用下,CH3OH與O2反應主要生成________(填“CO”、“CO2”或“HCHO”);2HCHO(g)+O2(g)=2CO(g)+2H2O(g) △H=________。
Ⅱ.第三代混合動力車,可以用電動機,內(nèi)燃機或二者結(jié)合推動車輛。汽車上坡或加速時,電動機提供推動力,降低汽油的消耗;在剎車或下坡時,電池處于充電狀態(tài)。
(2)混合動力車的內(nèi)燃機以汽油為燃料,汽油(以辛烷C8H18計)和氧氣充分反應,生成1 mol 水蒸氣放熱550kJ;若1 g水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水放熱2.5kJ,則辛烷燃燒熱的熱化學方程式為_____________。
(3)混合動力車目前一般使用鎳氫電池,該電池中鎳的化合物為正極,儲氫金屬(以M表示)為負極,堿液(主要為KOH)為電解質(zhì)溶液。鎳氫電池充放電原理示意如圖,其總反應式為: H2+2NiOOH2Ni(OH)2。
根據(jù)所給信息判斷,混合動力車上坡或加速時.乙電極周圍溶液的pH______(填“增大”,“減小”或“不變”),該電極的電極反應式為_______________。
(4)遠洋輪船的鋼鐵船體在海水中易發(fā)生電化學有腐蝕中的______腐蝕。為防止這種腐蝕,通常把船體與浸在海水里的Zn塊相連,或與像鉛酸蓄電池這樣的直流電源的______(填“正”或“負”)極相連。
Ⅲ.A、B、C三種強電解質(zhì),它們在水中電離出的離子如表所示:
陽離子 | Ag+ Na+ |
陰離子 | NO3- SO42 - Cl- |
如圖1所示的裝置中,甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放足量的A、B、C三種溶液。電極均為石墨電極。接通電源,經(jīng)過一段時間后,測得乙中c電極質(zhì)量增加了27克。常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間t的關(guān)系圖如圖2所示。據(jù)此回答下列問題:
(5)M為電源的______極(填寫“正”或“負”),甲為__________(填寫化學式)。
(6)計算電極f上生成的氣體在標準狀況下的體積_________。
(7)寫出乙燒杯中的電解池反應______________________。
(8)若電解后甲溶液的體積為25 L,則該溶液的pH為_______。
(9)要使丙恢復到原來的狀態(tài),應加入_______g______。(填寫化學式)
【答案】HCHO -470kJ/molC8H18(l)+ O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) △H=-5355kJ/mol增大NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-吸氧負負NaCl1.4L4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3122.25H2O
【解析】
I.(1)活化能越低,普通分子越易轉(zhuǎn)化為活化分子,反應越易發(fā)生。根據(jù)圖表,反應2HCHO(g)+O2(g)=2CO(g)+2H2O(g)中反應物的總能量高于生成物的總能量,該反應為放熱反應,結(jié)合圖表數(shù)據(jù)計算。
II.(2)根據(jù)物質(zhì)的狀態(tài)、反應中能量的變化、燃燒熱的概念、熱化學方程式書寫的注意事項書寫熱化學方程式。
(3)汽車上坡或加速時,電動機提供推動力,二次電池處于放電狀態(tài),根據(jù)電池總反應和電解質(zhì)溶液書寫乙電極的電極反應式。
(4)海水不呈強酸性,鋼鐵在海水中易發(fā)生吸氧腐蝕。防止金屬腐蝕的電化學保護法有:犧牲陽極的陰極保護法和外加電流的陰極保護法。
III.根據(jù)放電順序和乙中c電極的質(zhì)量增加判斷電極名稱,根據(jù)電解時溶液pH與時間的關(guān)系確定各電解質(zhì)溶液的組成,應用電子守恒和原子守恒進行相關(guān)計算。
I.(1)根據(jù)圖像,在有催化劑作用下,CH3OH與O2反應生成HCHO的活化能<CH3OH與O2反應生成CO、CO2的活化能,在有催化劑作用下,CH3OH與O2反應主要生成HCHO。根據(jù)圖示HCHO(g)與O2反應生成CO(g)和H2O(g)的反應為放熱反應,1molHCHO反應放出(676-158-283)kJ=235kJ的能量,則2molHCHO反應放出235kJ×2=470kJ能量,反應2HCHO(g)+O2(g)=2CO(g)+2H2O(g)ΔH=-470kJ/mol。
II.(2)1molC8H18和O2充分反應生成9molH2O(g),1molC8H18和O2充分反應生成9molH2O(g)放熱9×550kJ=4950kJ;9molH2O(g)轉(zhuǎn)化為9molH2O(l)放熱9mol×18g/mol×2.5kJ/g=405kJ,1molC8H18和O2充分反應生成9molH2O(l)放熱4950kJ+405kJ=5355kJ,辛烷燃燒熱的熱化學方程式為C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)ΔH=-5355kJ/mol。
(3)汽車上坡或加速時,電動機提供推動力,二次電池處于放電狀態(tài),此時電池反應為H2+2NiOOH=2Ni(OH)2,乙電極上的反應為NiOOH→Ni(OH)2,Ni的化合價由+3價降至+2價,乙電極的電極反應式為NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-,由于生成OH-,乙電極周圍溶液的pH增大。
(4)海水不呈強酸性,遠洋輪船的鋼鐵船體在海水中易發(fā)生吸氧腐蝕。防止金屬腐蝕的電化學保護法有:犧牲陽極的陰極保護法和外加電流的陰極保護法,把船體與浸在海水里的Zn塊相連為犧牲陽極的陰極保護法,為了防止船體的腐蝕,也可以用外加電流的陰極保護法,將船體與像鉛酸蓄電池的直流電源的負極相連。
III.陽離子的放電順序為Ag+>H+>Na+,接通電源經(jīng)一段時間后,乙中c電極質(zhì)量增加了27g,c電極上析出Ag且析出Ag的物質(zhì)的量為n(Ag)==0.25mol,c電極的電極反應式為Ag++e-=Ag,則電路中通過的電子物質(zhì)的量為0.25mol,c電極為陰極,d電極為陽極,Ag+與SO42-、Cl-不能大量共存,乙中盛放的是AgNO3溶液;甲燒杯中溶液的pH隨著時間的推移而增大,甲中盛放的是NaCl溶液;丙燒杯中溶液的pH隨著時間的推移不變,丙中盛放的是NaNO3或Na2SO4溶液。
(5)c電極為陰極,c與直流電源的M相連,M為電源的負極,N為電源的正極。甲燒杯中溶液的pH隨著時間的推移而增大,甲為NaCl。
(6)電路中通過的電子物質(zhì)的量為0.25mol;f與N相連,f為陽極,f電極的電極反應式為4OH--4e-=O2↑+2H2O,f電極上產(chǎn)生O2物質(zhì)的量為n(e-)=0.0625mol,在標準狀況下的體積為0.0625mol×22.4L/mol=1.4L。
(7)乙燒杯中電解AgNO3溶液生成Ag、O2和HNO3,電解的總反應為4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3。
(8)甲燒杯中陰極電極反應式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,電路中通過的電子物質(zhì)的量為0.25mol,反應生成的OH-物質(zhì)的量為n(OH-)=n(e-)=0.25mol,c(OH-)=0.25mol÷25L=0.01mol/L,則c(H+)=1×10-12mol/L,該溶液的pH=-lgc(H+)=12。
(9)丙中電解總反應為2H2O2H2↑+O2↑~4e-,電路中通過的電子物質(zhì)的量為0.25mol,電解過程中消耗H2O的物質(zhì)的量n(H2O)=n(e-)=0.125mol,消耗水的質(zhì)量為0.125mol×18g/mol=2.25g;丙中本質(zhì)上是電解水,要使丙恢復到原來狀態(tài)應加入2.25g的H2O。
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【題目】常溫下,下列有關(guān)溶液的說法正確的是
A. NH4HCO3溶液中存在:c(NH4+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)
B. pH相等的①NH4Cl、②NH4Al(SO4)2、③NH4HSO4溶液:濃度的大小順序為①>②>③
C. HA的電離常數(shù)Ka =4.93×1010,則等濃度的NaA、HA混合溶液中:c(Na+) >c(HA) >c(A)
D. NaHCO3溶液加水稀釋,c(Na+)與c(HCO3)的比值將減小
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【題目】根據(jù)要求回答:
(1)下列各圖中,表示反應是吸熱反應的是_______
(2)到目前為止,由化學能轉(zhuǎn)變的熱能或電能仍然是人類使用的最主要的能源。在25 ℃、101 kPa下,16 g的甲醇(CH3OH)完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時放出352 kJ的熱量,則表示甲醇燃燒的熱化學方程式為_____________________________。
(3)化學反應中放出的熱能(焓變,ΔH)與反應物和生成物的鍵能(E)有關(guān)。
已知:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-185 kJ·mol-1
E(H—H)=436 kJ·mol-1
E(Cl—Cl)=243 kJ·mol-1
則E(H—Cl)=________________________________。
(4)已知:
甲醇脫水反應 2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1=-23.9KJ·mol-1
甲醇制烯烴反應 2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g)△H2=-29.1KJ·mol-1
乙醇異構(gòu)化反應 CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g)△H3=+50.7KJ·mol-1
則乙烯氣相直接水合反應C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的△H=____________kJ·mol-1
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【題目】下列敘述正確的是( )
A. 碘晶體受熱轉(zhuǎn)變?yōu)榈庹魵猓盏臒崃坑糜跀嗔压矁r鍵
B. 元素周期表中從ⅢB族到ⅡB族10個縱行的元素都是金屬元素
C. 多電子原子中,在離核較近的區(qū)域內(nèi)運動的電子能量較高
D. 兩個非金屬元素原子間只可能形成共價鍵,而含金屬元素的化合物中一定含離子鍵
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【題目】實驗探究:探究碳、硅元素的非金屬性的相對強弱.根據(jù)要求完成下列各小題.
(1)實驗裝置:
填寫所示儀器名稱B:______
(2)實驗步驟:
連接儀器、_______、加藥品后,打開a、然后滴入濃硫酸,加熱.
(3)問題探究:(已知酸性強弱:亞硫酸>碳酸)
①銅與濃硫酸反應的化學方程式是____;裝置E中酸性KMnO4溶液的作用是________ ;
②能說明碳元素的非金屬性比硅元素非金屬性強的實驗現(xiàn)象是__________;
③依據(jù)試管D中的實驗現(xiàn)象,能否證明硫元素的非金屬性強于碳元素的非金屬性_____(填“能”或“否”),試管D中發(fā)生反應的離子方程式是_______
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【題目】正丁烷與異丁烷互為同分異構(gòu)體的依據(jù)是
A.具有相似的物理性質(zhì)
B.具有相似的化學性質(zhì)
C.具有不同的分子結(jié)構(gòu)
D.分子式相同,但分子內(nèi)碳原子的連接方式不同
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【題目】綠礬是含有一定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學興趣小組對綠礬的一些性質(zhì)進行探究;卮鹣铝袉栴}:
(1)請設(shè)計簡單實驗檢驗綠礬是否氧化變質(zhì)。限選試劑:蒸餾水,KSCN溶液,氯水,KMnO4溶液,鐵粉________________________________________________ 。實驗室保存綠礬水溶液時為防其氧化要加入 ______ 。
(2)為測定綠礬中結(jié)晶水含量,將石英玻璃管(帶兩端開關(guān)K1和K2)(設(shè)為裝置A)稱重,記為m1 g。將樣品裝入石英玻璃管中,再次將裝置A稱重,記為 m2 g。按下圖連接好裝置進行實驗。
①儀器B的名稱是____________________。
②將下列實驗操作步驟補充完整d-___ ___-f-___ ___(填標號);重復上述操作步驟,直至A恒重,記為m3 g。
a.點燃酒精燈,加熱 b.熄滅酒精燈 c.關(guān)閉K1和K2
d.打開K1和K2,緩緩通入N2 e.稱量A f.冷卻至室溫
③根據(jù)實驗記錄,計算綠礬化學式中結(jié)晶水數(shù)目x=________________(列式表示)。若實驗時按a、d次序操作,則使x__________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。
(3)為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物,將(2)中已恒重的裝置A接入下圖所示的裝置中,打開K1和K2,緩緩通入N2,加熱。實驗后反應管中殘留固體為紅色粉末。
①C、D中的溶液依次為_________(填標號)。C、D中有氣泡冒出,并可觀察到的現(xiàn)象分別為____,______。
a.品紅 b.NaOH c.BaCl2 d.Ba(NO3)2 e.濃H2SO4
②寫出硫酸亞鐵高溫分解反應的化學方程式_____________________________。
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