化学反应中的物质变化和能量变化能力测试题.docx
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化学反应中的物质变化和能量变化能力测试题
化学反应中的物质变化和能量变化能力测试题
第I卷(选择题,共60分)
一.选择题
1.在pH=1的无色溶液中能大量共存的离子组是( )
A.NH4+、Mg+、SO42—、Cl— B.Ba2+、K+、OH—、NO3—
C.Al3+、Cu2+、SO42—、Cl— D.Na+、Ca2+、Cl—、AlO2—
2.下列反应的离子方程式书写不正确的是( )
A.次氯酸钙溶液中,通入过量的二氧化碳气体:
Ca2+十2ClO—十H2O十CO2=CaCO3↓十2HClO
B.醋酸和碳酸氢钠溶液混合:
CH3COOH十HCO3—=H2O十CO2↑十CH3COO—
C.氯化亚铁溶液中通入氯气:
2FeCl2十Cl2=2Fe3+十6Cl—
D.金属钠跟水反应2Na十2H2O=2Na+十2OH—十H2↑
3.下列反应中,氧化产物是有色单质的是( )
A.2KI十Br2=2KBr十I2 B.CuCl2十Zn=ZnCl2十Cu
C.2NO十O2=2NO2 D.2HCl十Fe=FeCl2十H2↑
4.1克氢气燃烧生成液态水,放出142.9kJ热,下列表示该反应的热化学方程式正确的是( )
5.下列实验中:
Al3+十3AlO2—十6H2O=4Al(OH)3↓可以发生的是( )
A.向铝盐溶液中不断地加入NaOH溶液
B.向NaOH溶液中不断地加入铝盐
C.向铝盐溶液中不断地加入Na2CO3溶液
D.向铝盐溶液中不断地加入氨水
二、选择题
6.取相同体积的KI、Na2S和FeBr2溶液分别通入适量的Cl2,当反应恰好完全时,三种溶液消耗Cl2的体积相同(同温同压下),则KI、Na2S和FeBr2三溶液的物质的量浓度之比是( )
A.1:
1:
2 B.1:
2:
3 C.6:
3:
2 D.2:
1:
3
7.新华社1999年11月17日电,在兰州召开的一次能源地质国际研讨会传出信息:
“可燃冰”将帮助人类摆脱临近的能源危机。
“可燃冰”是水与天然气相互作用形成的晶体物质,主要存在于冻土层和海底大陆坡中;据测定每0.1m3固体“可燃冰”可释放出20m3的甲烷气体。
由此可判断下列说法中不正确的是( )
A.“可燃冰”将成为人类新的后续能源
B.“可燃冰”是水变油,属于化学变化
C.“可燃冰”具有使用方便,清洁卫生等优点
D.青藏高原的冻土层可能存在“可燃冰”
8.已知Cl—、Fe2+、H2O2、I—、SO2均具有还原性,且在酸性溶液中的还原性依次增强。
下列各反应不可能发生的是( )
A.2Fe2+十Cl2=2Fe3+十2Cl—
B.2Fe3+十SO2十2H2O=2Fe2+十SO42—十4H+
C.H2O2十H2SO4=SO2↑十O2↑十2H2O
D.SO2十I2十2H2O=H2SO4十2HI
9.G、Q、X、Y、Z均为氯的含氧化合物,我们不了解它们的分子式或化学式,但知道它们在一定条件下具有如下的转换关系(未配平):
(1)G→Q十NaCl
(2)Y十NaOH→G十Q十H2O
(3)
(4)Z十NaOH→Q十X十H2O
这五种化合物中氯的化合价由低到高的顺序为( )
A.QGZYX B.GYQZX C.GYZQX D.ZXGYQ
10.最近,科学家用巨型计算机进行模拟后确定,由60个N原子可结合成N60分子,N60变成N2时放出巨大能量,下列说法中不正确的是( )
A.N60与N2都是氮的同素异形体
B.1个N60分子中含60个N原子
C.N60的相对分子质量为840,属高分子化合物
D.N60变为N2的反应是放热反应,说明N60比N2稳定
11.某溶液能溶解Al(OH)3,则在此溶液中一定能大量共存的离子组是( )
A.Na+、Br—、SO42—、Cl— B.Na+、Fe3+、Mg2+、I—
C.K+、Na+、HCO32—、NO3— D.NH4+、K+、NO3—、AlO2—
12.在一定条件下,分别以高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢为原料制取氧气,当制得同温、同压下相同体积的氧气时,三个反应中转移的电子数之比为( )
A.1:
1:
1 B.2:
2:
1 C.2:
3:
1 D.4:
3:
2
13.重金属离子有毒性。
实验室有甲、乙两种废液,均有一定毒性。
甲废液经化验呈碱性,主要有毒离子为Ba+离子,如将甲、乙废液按一定比例混合,毒性明显降低。
乙废液中可能含有的离子是( )
A.Cu2+和SO42— B.Cu2+和Cl— C.K+和SO42— D.Ag+和NO3—
14.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应:
H+(aq)十OH—(aq)=H2O;△H=一57.3kJ/mol。
分别向1L0.5mol/L的NaOH溶液中加入:
①稀醋酸;②浓H3SO4;③稀硝酸,恰好完全反应时的热效应分别为△H1、△H2、△H3,它们的关系表示正确的是( )
A.△H1>△H2>△H3 B.△H2<△H3<△H1
C.△H1=△H2=△H3 D.△H2>△H3>△H1
15.已知在酸性溶液中,下列物质氧化KI时,自身发生如下变化:
Fe3+→Fe2+;MnO4—→Mn2+;Cl2→2Cl—;HNO2→NO如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的KI,得到I2最多的是( )
A.Fe3+ B.MnO4— C.Cl2 D.HNO2
第Ⅱ卷(非选择题,共90分)
三、填空题
(本题包括2小题)
16.发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料,二氧化氮作为氧化剂,这两种物质反应生成氮气和水蒸气。
已知:
N2(g)十2O2(g)=2NO2(g);△H1=67.7kJ/mol(注:
N2与O2不直接反应生成NO2,此为理论计算值)
N2H4(g)十O2(g)=N2(g)十2H2O(g);△H2=一534kJ/mol
试计算1mol肼和二氧化氮完全反应时放出的热量为_____kJ;写出肼与二氧化氮反应的热化学方程式_____。
17.
(1)1985年,化学上第一次用非电解法制得氟气,试配平该反应的化学方程式:
[ ]K2MnF6+[ ]SbF5→[ ]KSbF6+[ ]MnF3+[ ]F2↑
反应中_______元素被还原。
(2)氰(CN)2、硫氰(SCN)2的化学性质和卤素(X2)很相似,化学称为拟卤素如:
(SCN)2+H2O
HSCN+HSCNO
它们阴离子的还原性强弱为:
Cl—<Br—<CN—<SCN-<I—。
试写出:
①(CN)2与KOH溶液反应的化学方程式:
_______;
②NaBr和KSCN混合溶液中加入(CN)2,反应的离子方程式:
_______。
四、实验题
(本题包括3小题)
18.高锰酸钾和氢溴酸溶液可发生下列反应:
KMnO4十HBr→Br2十MnBr3十KBr十H2O,其中还原剂是_______。
若消耗0.1mol氧化剂,则被氧化的还原剂的物质的量是_______mol。
19.假设电解水过程中水蒸发等损耗忽略不计。
已知:
2H2(g)十O2(g)=2H2O
(1);△H=一572kJ/mol,若同时提供电解水装置、伏特表、安培表、学生电源、托盘天平、计时器、导线等,请同学们研究在电解水的过程中,电能转变成化学能的效率。
20.化学实验中,如使某步中的有害产物作为另一步的反应物,形成一个循环,就可不再向环境排放该种有害物质。
例如:
(1)在上述有编号的步骤中,需用还原剂的是_______,需用氧化剂的是_______(填编号)。
(2)在上述循环中,既能与强酸反应又能与强碱反应的物质是_______(填化学式)。
(3)完成并配平步骤①的化学方程式;标出电子转移的方向和数目:
Na2Cr2O7十KI十HCl→CrCl3十NaCl十KCl十I2十_______
五、计算题
(本题包括2小题)
21.已知热化学方程式:
;△H=—241.8kJ/mol
C(s)十O2(g)=CO2(g);△H=—393.5kJ/mol
欲得到相同的热量,需要分别燃烧固体碳和氢气的质量比是多少?
22.某固态物质A是隐形飞机上吸收微波的物质的主要成分,为分析其组成,进行如下实验:
①实验测得A的相对分子质量为204,分子中只含有三种元素。
②取4.08gA样品在6.72LO2(过量)中充分燃烧得到CO2、SO2、H2O(液态),气体体积减少0.448L。
将反应后的气体用足量碱石灰吸收,气体体积又减少4.48L(所有气体体积均在标准状况下测定)。
求:
(1)A的分子式。
(2)若A的分子中有两个完全相同的五元环且A最多可跟3molH2发生加成反应。
写出A的结构简式。
六、计算题
(本题包括2小题)
23.红磷放在氯中燃烧,若P与Cl2按物质的量之比为1:
1.8混合,待充分反应后,生成物中PCl3与PCl5的物质的量之比是多少?
24.为了测定某铜银合金的成分,将30.0g合金溶于80mL,13.5mol/L的浓HNO3中,待合金完全溶解后,收集到气体6.72L(标准状况),并测得溶液的pH=0,假设反应后溶液的体积仍为80mL,试计算:
(1)被还原的硝酸的物质的量。
(2)合金中银的质量百分含量。
参考答案
1.
答案:
A
解析:
溶液pH=1说明溶液中存在较多的H+离子,凡是可相互反应的离子或与H+反应的离子均不能大量共存。
可根据题示“无色溶液”排除含有色离子的C选项,B、D中有OH—、AlO2—均与H+反应,否定掉。
2.
答案:
AC
解析:
A中因为CO2过量,最终应生成Ca(HCO3)2。
C中FeCl2为可溶性强电解质,要拆开成离子形式。
3.
答案:
A
解析:
注意氧化产物是有色单质,A中在溶液里I2呈红棕色且为单质。
B的还原产物为红色的铜而不是氧化产物;D的氧化产物虽然有色,但FeCl2都是化合物;C中NO2有色但它既是氧化产物又是还原产物,也是化合物。
4.
答案:
A
解析:
将1克氢气燃烧放出的热转化成1mol氢气燃烧放出的热。
5.
答案:
B
解析:
A项,Al3+与OH—先生成Al(OH)3↓,Al(OH)3进一步溶于过量的强碱溶液:
Al(OH)3十3OH—=AlO2—十2H2O;
B项,当Al3+加入到强碱中,过量的强碱将Al3+转化为AlO2—:
Al3+十4OH—=AlO2—十2H2O,直至OH—离子消耗完后,当再滴加含Al3+的溶液时,便会发生题干所表达的Al3+和AlO2—双水解的反应;
C项,Al3+与CO32—发生双水解:
2Al3+十3CO32—十3H2O=—2Al(OH)3↓十3CO2↑。
D项,AI3+与NH3·H2O仅生成Al(OH)3↓,沉淀并不溶于弱碱NH3·H2O:
Al3+十3NH3·H2O=Al(OH)3↓十3NH4+。
6.
答案:
C
解析:
设三种溶液的物质的量浓度分别为c1、c2、c3。
因反应中:
KI溶液:
2I—→I2;Na2S溶液:
S2—→S;FeBr2溶液:
Fe2+→Fe3+,2Br—→Br2。
根据氧化还原反应电子得失守恒,所以有:
n(Cl2)=c1·V·1=c2·V·2=c3·V·3,即:
c1:
c2:
c3=6:
3:
2。
另析:
由反应的化学方程式
2KI+Cl2=2KCl+I2
Na2S+Cl2=2NaCl+S↓
2FeBr2+3Cl2=2FECl3+Br2
可设有3molCl2参加反应。
则有下面的对应关系
3Cl2~6KI~3Na2S~2FeBr2
很容易看到:
消耗等量的氯气(3molCl2)时耗KI、Na2S、FeBr2物质的量之比为6∶3∶2,又由于三种溶液体积相同,则、、三者的物质的量浓度之比为6∶3∶2。
7.
答案:
B
解析:
可燃冰中的燃料为CH4而不是H2O。
8.
答案:
C
解析:
在酸性溶液中的还原性依次增强意味着还原性Cl—<Fe2+<H2O2<I—<SO2,则氧化性Cl2>Fe3+>H2O2>I2>H2SO4(稀);依据“前面的氧化剂能氧化后面氧化剂对应的还原产物”氧化还原反应才能发生,容易判断出不能发生的反应为C。
9.
答案:
B
解析:
本题考查同种元素之间发生氧化还原反应时价态变化的规律:
①歧化时,反应物的价态居于两生成物价态之间;
②归中时,生成物价态居于两反应物价态之间。
⑴为歧化反应,可知价态G ⑵为歧化反应,结合⑴的结论可知价态G又由⑷为歧化反应,结合⑶的结论可知价态Q所以选B。
10.
答案:
C、D
解析:
依题述,N60是由氮元素构成的单质,所以B选项说法正确;结合同素异形体的概念,A选项说法也正确。
由于N60→N2放出热量,说明N60的能量高,不稳定,N60的相对分子质量不大,不属于高分子化合物,所以C、D选项说法错误。
11.
答案:
A
解析:
能溶解Al(OH)3,说明溶液既可能呈酸性,又可能呈强碱性。
B中Fe3+、H+、I—不共存,C中HCO3—、H+或OH-不共存,D中AlO2—、H+不共存。
12.
答案:
B
解析:
“同温、同压下相同体积的氧气”,说明生成氧气的物质的量一定。
设分别生成O21mol。
由
KMnO4中:
KClO3中:
H2O2中:
可见:
得到等量的O2时,三者转移电子数之比依次为2∶2∶1
13.
答案:
A
解析:
设法将重金属离子转为沉淀,就可使毒性明显降低。
要沉淀Ba2+,必须提供SO42—,而在A、C两选项中均含有SO42—,但C项中K+无毒性,A项中Cu2+可与甲废液中的OH—反应生成Cu(OH)2沉淀,从而降低毒性。
14.
答案:
B
解析:
等物质的量的NaOH与稀CH3COOH、浓H2SO4稀HNO3恰好反应生成等物质的量的水,若不考虑物质的溶解热和弱电解质电离吸热,应放出相同的热量。
但在实际反应中。
浓H2SO4溶于水时放热,使其总放出的热量增多;CH3COOH是弱酸,只是少部分电离,电离过程中要吸热故中和时放热较少。
放热越多,△H的值的绝对值越大。
15.
答案:
B
解析:
氧化剂氧化KI反应时,把自身发生的反应,分别写成:
Fe3+十e—→Fe2+;MnO4—十5e—→Mn2+;Cl2十2e—→2Cl—;HNO2十e—→NO,如果氧化剂各1mol,根据得失电子守恒的原理,可以氧化的KI的物质的量依次是lmol、5mol、2mol、1mol。
生成I2物质的量依次是0.5mol、2.5mol、1mol、0.5mol。
离子反应方程式,2Fe3+十2I—=2Fe2+十I2,
2MnO4—十10I—十16H+=2Mn2+十5I2十8H2O,
Cl2十2I—=2Cl—十I2,
2HNO2十2I—十2H+=2NO十I2十H2O。
16.
答案:
567.8kJ;2N2H4(g)十2NO2(g)=3N2(g)十4H2O(g);△H=—1135.7kJ/mol。
解析:
由题意可知:
N2(g)十2O2(g)=2NO2(g);△H1=十67.7kJ/mol ①
N2N4(g)+O2(g)=N2(g)十2H2O(g);△H2=一534kJ/mol ②
根据盖斯定律,为在反应物中消去O2并得到N2H4和NO2的反应。
令②×2一①得:
2N2H4(g)—N2(g)=2N2(g)十4H2O(g)—2NO2(g);△H=2△H2—△H1
整理得:
2N2H4(g)十2NO2(g)=3N2(g)十4H2O(g);
△H=2△H1—△H2=一534kJ/mol×2—67.7kJ/mol=—1135.7kJ/mol
则1molN2H4反应放出的热量为
17.
答案:
(1)2,4,4,2,1;Mn(或锰);
(2)①(CN)2+2KOH=KCN+KCNO+H2O;②2SCN—+(CN)2=2CN—+(SCN)2。
解析:
①(CN)2与KOH反应,相当于Cl2与KOH反应,依Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O,即可得(CN)2与KOH反应的方程式。
②由于阴离子还原性顺序为Br—Br2>(CN)2>(SCN)2,故(CN)2,只能氧化SCN—而不能氧化Br—。
18.
答案:
HBr,0.5mol
解析:
利用得失电子守恒原理:
0.1×(7—2)=x×(1—0),x=0.5
19.
答案:
计算需要取得的数据:
伏特表示数U(V)、安培表I(A)、t(s)、电解消耗水的质量m(H2O)(g);电能转变成化学能的效率:
20.
答案:
(1)①;④
(2)Cr(OH)3
(3)Na2Cr2O7+6KI+14HCl=2CrCl3+2NaCl+6KCl+3I2+7H2O
解析:
(1)据①变化:
知需用还原剂,据④变化:
知需用氧化剂。
据②、③、⑤变化,反应前后元素的化合价无变化,知均为非氧化还原反应。
(2)Cr(OH)3+3HCl=CrCl3+3H2O;Cr(OH)3+NaOH=NaCrO2+2H2O
(3)根据元素守恒,容易看到生成物中应有水;采用化合价升降法配平即可!
即:
2Cr:
+6→+3↓6×1
2I:
-1→0 ↑2×3
有1Na2Cr2O7+KI+HCl→CrCl3+NaCl+KCl+3I2+H2O
进一步观察可配平。
21.
答案:
m(C):
m(H2)=12:
3.25
解析:
利用已知两个热闹化学方程式,根据它们反应放出热量相等,计算n(C):
n(H2)再将其转化为质量比:
另析:
根据热化学方程式,可设各放出热量为393.5kJ,对应需要C的质量为12克。
由
H2 ~ △H
2g -241.8kJ
m(H2) -393.5kJ
m(C)∶m(H2)=12∶3.25
22.
答案:
(1)分子式为:
C6S4H4。
(2)A分子的结构简式为:
解析:
根据题示信息:
A在6.72LO2(过量)中充分燃烧得到CO2、SO2、H2O等三种物质,说明A含有C、S、H三种元素,设其分子式为CxSyHz,则有
则x+z=10…………①,y=4…………②,由②并结合题设的分子CxSyHz有12x+32z=204—4……③,联立①③解之得:
x=6,z=4,所以该物质的分子式为C6S4H4。
又由题干知,此分子结构非常对称,其与3molH2加成,知含3molC=C或2molC
C,综合可得结构简式见答案。
23.
答案:
7:
3
解析:
P、Cl原子守恒,设生成PCl3xmol,生成PCl5ymol,则(x+y):
(3x+5y)=1:
(1.8×2),x:
y=7:
3。
24.
答案:
(1)0.3mol;
(2)35%
解析:
(1)硝酸被还原后的产物是NO或NO2,又因为1molHNO3被还原得到1molNO或NO2。
因此产生的气体的物质的量即是被还原的HNO3的物质的量:
(2)因为pH=0,所以c(H+)=1mol/L说明HNO3过量。
参加反应的HNO3的物质的量n(HNO3)=13.5×0.080—1×0.080=1mol。
设合金中Ag的物质的量为xmol,Cu为ymol。
因为合金质量为30.0g,所以有108x+64y=30.0。
由
(1)知:
1mol参加反应的HNO3中有0.3mol被还原,有0.7mol起酸的作用,生成硝酸盐,而本题中参加反应的硝酸为1mol,故有x+2y=0.7,联立108x+64y=30.0和x+2y=0.7解得x=0.1,y=0.3