S(单斜)和S(正交)是硫的两种同素异形体。
已知:① S(单斜,s)+O2(g) ="=" SO2(g) △H1=-297.16 kJ·mol-1
② S(正交,s)+O2(g) ="=" SO2(g) △H2=-296.83 kJ·mol-1
③ S(单斜,s) ="=" S(正交,s) △H3
下列说法正确的是( )
A.△H3=+0.33 kJ·mol-1 |
B.单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应 |
C.S(单斜,s) ="=" S(正交,s) △H3<0,正交硫比单斜硫稳定 |
D.S(单斜,s) ="=" S(正交,s) △H3>0,单斜硫比正交硫稳定 |
“西气东输”是西部开发的重点工程,这里的气体是指天然气,其主要成分是甲烷。工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气,水煤气的主要成分是CO和H2,两者的体积比约为1:1。已知1mol CO气体完全燃烧生成CO2气体放出283kJ热量,1molH2完全燃烧生成液态水放出286kJ热量;1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890kJ热量。
(1)写出H2完全燃烧生成液态水的热化学反应方程式:_________________________,若1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气,放出的热量________890kJ(填“>”、“=”或“<”)
(2)忽略水煤气中其它成分,相同状况下若得到相等的热量,所需水煤气与甲烷的体积比约为________;燃烧生成的CO2的质量比约为________________。
(3)以上数据和计算说明,以天然气代替水煤气作民用燃料,突出的优点是________________。
依据有关化学原理推断正确的是
A.常温常压下,弱酸A的浓度小于弱酸B,则A的电离程度一定大于B |
B.晶体A易溶于CCl4,则A一定是分子晶体 |
C.在溶液中单质A能置换出金属B,则单质A可以是金属也可以是非金属 |
D.能量越低越稳定,故自然界的物质都以能量最低的形态存在 |
(11分)已知短周期元素X、W、Z、Y核电荷数依次增大。X为原子半径最小的元素,W的最外层电子数是次外层的二倍,Y的最外层电子数为电子层数的三倍。
(1)写出Z单质的电子式_______________________
(2)由X、W、Z三种元素可组成火箭燃料甲,三种元素质量比为2∶6∶7,甲蒸气密度是同温同压下氢气密度的30倍,甲分子式________。Z、Y可形成多种化合物,其中化合物乙Z2Y4可做为火箭燃料燃烧时的供氧剂。虽然化合物甲与乙都有毒,但燃烧产物却无毒。写出化合物甲与乙反应的化学方程式: ________________________
该反应生成物能量总和 (填“大于”、“小于”或“等于”)反应物能量总和。
(3)X、Y两种元素的单质已被应用于字宙飞船的燃料电池中,如图所示,两个电极均由多孔性碳构成,通入的两种单质由孔隙逸出并在电极表面放电。
①b是电池的_____________极,a电极上的电极反应式是_________________________,消耗n molY单质时电池内转移的电子个数约为_______________。
②如果燃料电池中,a电极上改为通入X与W两种元素形成 的化合物丙(其它条件不变)写出b电极上的电极反应式是_________________________________。
③如果只把燃料电池电解质改为掺入了三氧化二釔的ZrO2晶体,它在高温下传导O2-(其它条件不变),电池工作时,固体电解质里的O2-向____________极(填a或b)移动,正极反应式为________________________。
直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题,将烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫,最终生成硫酸钙。硫酸钙可在下图所示的循环燃烧装置的燃料反应器中与甲烷反应,气体产物分离出水后得到几乎不含杂质的二氧化碳,从而有利于二氧化碳的回收利用,达到减少碳排放的目的。
请回答下列问题:
(1)煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中,引发的主要环境问题有。(填写字母编号)
A. | 温室效应 | B. | 酸雨 | C. | 粉尘污染 | D. | 水体富营养化 |
(2)在烟气脱硫的过程中,所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前,需通一段时间二氧化碳以增加其脱硫效率;脱硫时控制浆液的值,此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。
①二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为。
②亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为。
(3)已知1mol 在燃料反应器中完全反应生成气态水时吸收 160.1,1 在氧气中完全燃烧生成气态水时放热802.3。写出空气反应器中发生的热化学方程式:。
(4)回收的与苯酚钠在一定条件反应生成有机物M,其化学式为,经稀硫酸酸化后得到一种药物中间体,N的结构简式为。
①M的结构简式为。
②分子中无,醛基与苯环直接相连的N的同分异构体共有种。
20世纪30年代,Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出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过渡态。分析图中信息,回答下列问题:
(1)图一是NO2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: 。在反应体系中加入催化剂,E1和E2的变化是:E1_________,E2________(填“增大”、“减小”或“不变”),对反应热是否有影响?_______________,原因是_________ 。
(2)图二是红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)的反应过程与能量关系图(图中的△H表示生成1mol产物的数据)。根据图二回答下列问题:
① P(s)和Cl2(g)反应生成PCl3(g)的热化学方程式 。
② P(s)和Cl2(g)分两步反应生成1molPCl5(g)的△H1与P(s)和Cl2(g)一步反应生成1molPCl5(g)的△H2关系是:△H2______△H1(填“大于”、“小于”或“等于”),原因是 。
某实验小组设计用50 mL 1.0mol/L盐酸跟50mL 1.1mol/L氢氧化钠溶液在下图装置中进行中和反应。在大烧杯底部垫泡沫塑料(或纸条),使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条),大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板,在板中间开两个小孔,正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。试回答下列问题:
(1)本实验中用稍过量的NaOH的原因教材中说是为保证盐酸完全被中和。试问:盐酸在反应中若因为有放热现象,而造成少量盐酸在反应中挥发,则测得的中和热
数值 (填偏高、偏低或不变);
(2)该实验小组做了三次实验,每次取溶液各50mL,并记录如下原始数据。
实验序号 |
起始温度t1/℃ |
终止温度(t2)℃ |
温差(t2-t1)℃ |
||
盐酸 |
NaOH溶液 |
平均值 |
|||
1 |
25.1 |
24.9 |
25.0 |
31.6 |
6.6 |
2 |
25.1 |
25.1 |
25.1 |
31.8 |
6.7 |
3 |
25.1 |
25.1 |
25.1 |
31.9 |
6.8 |
已知盐酸、NaOH溶液密度近似为1.00g/cm3中和后混和液的比热容 C=4.18J(g.·℃)则该反应的中和热为△H=___________________________________;
(3)若用浓硫酸与NaOH溶液反应,则测得的中和热的数值会 (填偏高、偏低或不变),其原因是 ;
指出下列反应属于吸热反应还是放热反应。
①燃烧木炭取暖 ; ②煅烧石灰石制生石灰 ;
③Ba(OH)2·8H2O晶体与氯化铵晶体反应 ; ④铝与稀盐酸反应 ;
⑤食物因氧化而腐败 ; ⑥生石灰与水作用制熟石灰 ;
⑦灼热的炭与二氧化碳反应 ; ⑧酸碱中和反应 。
(6分)按要求回答下列问题:
(1)实验测得,5g甲醇(CH3OH)在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量,试写出甲醇燃烧的热化学方程式
(2)已知稀溶液中,1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应生成正盐时,放出114.6 kJ热量,写出表示H2SO4与NaOH反应的热化学方程式
_____________ 。
(3)已知下列反应的焓变:
①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H1=-870.3kJ/mol
②C(s)+O2(g) =CO2(g) △H2=-393.5kJ/mol
③2 H2(g)+O2(g) =2H2O(l) △H3=-285.8kJ/mol
试计算反应2C(s)+2H2(g)+O2(g) =CH3COOH(l)的焓变ΔH=
(5分)能源是现代文明的原动力,通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化,从而开辟新能源和提高能源的利用率。
(1))氢气在燃烧时,放出大量热量,说明该反应是 热反应,这是由于反应物的总能量 生成物的总能量(填“大于”、“小于”或“等于”,下同);从化学反应的本质角度来看,由于断裂反应物中的化学键吸收的总能量 形成产物的化学键放出的总能量
(2)氢气被公认为是21世纪代替矿物燃料的理想能源,5.2g氢气燃烧时放出286kJ热量,而每千克汽油燃烧时放出的热量为46000kJ。试据此分析氢气作为能源代替汽油的优势
。
处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法,是将其在催化剂作用下转化为单质S和无毒的气体。已知:
①CO(g)+O2(g)=CO2(g) H=-283.0 kJ·mol-1
②S(g)+ O2(g)=SO2(g) H=-296.0 kJ·mol-1
下列说法正确的是
A.CO的燃烧热为566.0 kJ·mol-1 |
B.反应②H<0,所以该反应能自发进行 |
C.使用催化剂能提高其转化率 |
D.根据①和②推知总反应为2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2 (g) △H=-270kJ·mol-1 |
“神七”登天标志着我国的航天事业进入了新的篇章。
(1)火箭升空需要高能的燃料,经常是用N2O4和N2H4作为燃料,工业上利用N2和H2可以合成NH3,NH3又可以进一步制备联氨(N2H4)等。已知:
N2(g) + 2O2(g) =2NO2(g) △H =" +67.7" kJ·mol-1
N2H4(g) + O2(g) =N2(g) + 2H2O(g) △H = -534.0 kJ·mol-1
NO2(g) 1/2N2O4(g) △H = -26.35 kJ·mol-1
试写出气态联氨在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式:
_______________________________________________________________________。
(2)下图是某空间站能量转化系统的局部示意图,其中燃料电池采用KOH为电解液,
燃料电池放电时的负极反应为:___________________________________。
如果某段时间内氢氧储罐中共收集到33.6L气体(已折算成标况),则该段时间内水电解系统中转移电子的物质的量为______________mol。
(3)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为:4OH——4e— = O2↑+2H2O,则阴极反应为:____________________________。
有人提出,可以设计反应2CO=2C+O2(△H>0)来消除CO的污染。请你判断上述反应是否能自发进行?_______,理由是:___________________________________。
(最后一空2分,其余每空1分,共8分)2SO2(g)+O2(g) =2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的ΔH=-99kJ·mol-1.请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示 、 ,E的大小对该反应的反应热有无影响? 。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低? ,理由
是 ;
(2)图中△H= KJ·mol-1;
(3)已知单质硫的燃烧热为296 KJ·mol-1,计算由S(s)生成3 molSO3(g)的△H (要求
计算过程)。
N2H4是一种高效清洁的火箭燃料。0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5 kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是( )
A.1/2N2H4(g)+1/2O2(g)=1/2N2(g)+H2O(g) ΔH=+267 kJ·mol-1 |
B.N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(g) ΔH =-534 kJ·mol-1 |
C.N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(g) ΔH =+534 kJ·mol-1 |
D.N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) ΔH =-133.5 kJ·mol-1 |
(6分)按要求写热化学方程式:
(1)已知稀溶液中,1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应生成正盐时,放出114.6 kJ热量,写出表示H2SO4与NaOH反应的热化学方程式_____________________。
(2)25℃、101 kPa条件下充分燃烧一定量的丁烷气体放出热量为Q kJ,经测定,将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25 g白色沉淀,写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式 。
(3)已知下列热化学方程式:
①CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-870.3 kJ/mol
②C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ/mol
③H2(g)+O2(g)===H2O(l ) ΔH3=-285.8 kJ/mol
写出由C(s)、H2(g)和O2(g)化合生成CH3COOH(l)的热化学方程式 。