备考高考化学 真题+模拟新题分类汇编 化学反应与能量Word文档格式.docx
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20.[答案]
(1)2821.6
(2)3mol
(3)①4~5.5(介于此区间内的任意值或区间均可)
c(HPO
)>
c(H2PO
)
②3Ca2++2HPO
===Ca3(PO4)2↓+2H+
(4)①HCl
②POClOOCH2CCH2CH2OPOClOCH2
[解析]
(1)依据盖斯定律,将“上式+下式×
6”,即得所求反应的ΔH=+3359.26kJ·
mol-1+(-89.61kJ·
mol-1)×
6=2821.6kJ·
(2)P的化合价有升有降,Cu的化合价只降低。
P从0价升到+5价,1molP4共失去20mol电子,根据得失电子守恒有:
n(P4)×
20=n(CuSO4)×
1,所以60molCuSO4可以氧化3molP4。
(3)①从图中不难看出,pH在4~5.5之间时,H2PO
的含量最高。
在pH=8时,溶液中含有HPO
和H2PO
两种离子,且前者大于后者。
②足量的Ca2+与HPO
部分电离出的PO
结合,生成难溶的Ca3(PO4)2沉淀,促进了HPO
的电离,故溶液显酸性。
(4)三氯氧磷与季戊四醇以2∶1反应,核磁共振氢谱中的峰由2组变成1组,显然应为四个羟基上的H原子被取代了,生成了HCl及POClOOCH2CCH2CH2OPOClOCH2。
7.E3F1 [2013·
安徽卷]我国科学家研制出一种催化剂,能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化,其反应如下:
HCHO+O2
CO2+H2O。
下列有关说法正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.CO2分子中的化学键为非极性键
C.HCHO分子中既含σ键又含π键
D.每生成1.8gH2O消耗2.24LO2
7.C [解析]甲醛发生氧化反应属于放热反应,A项错误;
CO2分子中化学键为碳氧双键,该化学键是不同非金属元素间形成的极性键,B项错误;
在HCHO中C—H键为σ键,在碳氧双键中一条为σ键、一条为π键,C项正确;
根据HCHO+O2
CO2+H2O可知,每生成1.8g(即0.1mol)水,消耗0.1molO2,因不知氧气所处温度、压强,无法确定其体积,D项错误。
11.F1F2F3
福建卷]某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO。
其过程如下:
mCeO2
(m-x)CeO2·
xCe+xO2
(m-x)CeO2·
xCe+xH2O+xCO2
mCeO2+xH2+xCO
下列说法不正确的是( )
A.该过程中CeO2没有消耗
B.该过程实现了太阳能向化学能的转化
C.图0中ΔH1=ΔH2+ΔH3
D.以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH--2e-===CO
+2H2O
11.C [解析]H2O、CO2转变为H2、CO的过程分两步进行,第1步反应消耗CeO2的物质的量与第2步反应生成CeO2的物质的量相同,则该过程中CeO2没有消耗,A项正确;
上述转变将化学能较低的H2O、CO2转化为化学能较高的H2、CO,将太阳能转化为化学能储存在燃料(水煤气或H2和CO)中,B项正确;
读图可得3个热化学方程式:
①H2O(g)===H2(g)+
O2(g) ΔH1,②H2O(l)===H2O(g) ΔH2,③H2(g)+
O2(g)===H2O(l) ΔH3,观察发现①+②=-③,由盖斯定律可得:
ΔH1+ΔH2=-ΔH3,则ΔH1=-ΔH2-ΔH3=-(ΔH2+ΔH3),C项错误;
CO是燃料,在负极上发生氧化反应,其产物不是CO2,因为CO2是酸性氧化物,与过量碱溶液易反应生成碳酸根离子,根据电子、电荷和原子守恒原理可得负极反应式为CO+4OH--2e-===CO
+2H2O,D项正确。
12.F1 G1
山东卷]对于反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0,在其他条件不变的情况下( )
A.加入催化剂,改变了反应的途径,反应的ΔH也随之改变
B.改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变
C.升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变
D.若在原电池中进行,反应放出的热量不变
12.B [解析]反应的ΔH大小只取决于反应物、生成物的状态与反应条件,而和反应是否使用催化剂、反应途径无关,A项错误;
该反应在反应前后气体的总体积不变,因此改变压强,平衡不移动,反应放出的热量不变,B项正确;
升高温度,平衡逆向进行,反应放出热量减小,C项错误;
在原电池中,随反应进行,能量转化形式是化学能转化为电能,而不再是化学能转化为热能,D项错误。
6.F1 [2013·
北京卷]下列设备工作时,将化学能转化为热能的是( )
A
B
C
D
硅太阳能电池
锂离子电池
太阳能集热器
燃气灶
6.D [解析]硅太阳能电池将太阳能直接转化为电能,A项错误;
锂离子电池将化学能转化为电能,B项错误;
太阳能集热器将太阳能转化为热能,C项错误;
燃气灶将化学能转化为热能,D项正确。
27.F1G3
浙江卷]捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。
目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:
反应Ⅰ:
2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq) ΔH1
反应Ⅱ:
NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH2
反应Ⅲ:
(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH3
请回答下列问题:
(1)ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是:
ΔH3=________。
(2)为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。
然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图[见图(a)]。
则:
①ΔH3________0(填“>
”“=”或“<
”)。
②在T1~T2及T4~T5二个温度区间,容器内CO2气体浓度呈现如图(a)所示的变化趋势,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③反应Ⅲ在温度为T1时,溶液pH随时间变化的趋势曲线如图(b)所示。
当时间到达t1时,将该反应体系温度迅速上升到T2,并维持该温度。
请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。
(a) (b)
(3)利用反应Ⅲ捕获CO2,在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下,提高CO2吸收量的措施有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(写出2个)。
(4)下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是__________。
A.NH4Cl B.Na2CO3
C.HOCH2CH2OHD.HOCH2CH2NH2
27.[答案]
(1)2ΔH2-ΔH1
(2)①<
②T1~T2区间,化学反应未达到平衡,温度越高,化学反应速率越快,所以CO2被捕获的量随温度升高而提高。
T4~T5区间,化学反应已达到平衡,由于正反应是放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,所以不利于CO2捕获
③
(3)降低温度;
增加CO2浓度(或分压)
(4)B、D
[解析]
(1)根据盖斯定律可得出,将“反应Ⅱ×
2-反应Ⅰ”,即得反应Ⅲ,所以ΔH3=2ΔH2-ΔH1。
(2)①从图(a)分析,T3时CO2吸收率最高,当温度再高时,平衡会逆向移动,导致CO2的量增多,故该反应为放热反应,即ΔH3<
0。
②当温度低于T3时,反应未达平衡,当温度高时,CO2的吸收率加快。
③温度从T1升到T2时,CO2的吸收率减小,则溶液中的CO2含量少,pH增大,当温度不变时,反应达平衡,则CO2含量不变,pH不变。
(3)反应Ⅲ为气体体积减小的放热反应,故可以采用低温、高压以提高CO2的吸收量。
(4)CO2与Na2CO3反应可生成NaHCO3,HOCH2CH2NH2中的氨基显碱性,也可以吸收酸性气体CO2。
F2 反应热的计算与重要的反应热
25.F2N1 [2013·
安徽卷]X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素,其相关信息如下表:
元素
相关信息
X
X的最高价氧化物对应的水化物化学式为H2XO3
Y
Y是地壳中含量最高的元素
Z
Z的基态原子最外层电子排布式为3s23p1
W
W的一种核素的质量数为28,中子数为14
(1)W位于元素周期表第________周期第________族;
W的原子半径比X的________(填“大”或“小”)。
(2)Z的第一电离能比W的________(填“大”或“小”);
XY2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是________________________________________________________________________;
氢元素、X、Y的原子可共同形成多种分子,写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称________。
(3)振荡下,向Z单质与盐酸反应后的无色溶液中滴加NaOH溶液直至过量,能观察到的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
W的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体,该反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
(4)在25℃、101kPa下,已知13.5g的Z固体单质在Y2气体中完全燃烧后恢复至原状态,放热419kJ,该反应的热化学方程式是________________________________________________________________________。
25.[答案]
(1)三 ⅣA 大
(2)小 分子间作用力 乙酸(其他合理答案均可)
(3)先生成白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,最后变成无色溶液 Si+4HF===SiF4↑+2H2↑
(4)4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH=-3352kJ·
mol-1(其他合理答案均可)
[解析]利用X的信息知其为ⅣA族元素,Y是地壳中含量最高的元素,故Y为氧元素,结合X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素可知X为碳元素;
Z的基态原子的电子排布式为3s23p1,则Z为13号元素铝;
W元素的一种核素的质量数为28,中子数为14,则质子数为14,则W为硅元素。
(1)Si核外电子层数为3、最外层电子数为4,因此Si位于第三周期ⅣA族;
同主族元素随核电荷数增大原子半径增大,故Si的原子半径比C的大。
(2)铝为较活泼金属,最外层3p1电子容易失去,因此Al、Si相比,第一电离能较小的是Al;
CO2晶体转化为气体,分子没有改变,只是分子间间距变大,因此破坏的作用力是分子间作用力;
由H、C、O形成的分子:
乙酸、乙醇等同种分子间均存在氢键。
(3)Al与盐酸反应后的溶液中含有Al3+,因此向该溶液中加入NaOH至过量,依次发生反应为Al3++3OH-===Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-===AlO
+2H2O,可看到的现象是先生成白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,最终变为无色溶液;
Si与HF反应可置换出H2,同时还生成SiF4气体。
(4)13.5gAl物质的量为0.5mol,由题中数据可知4molAl与氧气完全反应生成固态Al2O3时,放出热量为419kJ×
=3352kJ。
31.F2G4G1C3G2G3G5
广东卷]大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。
将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。
(1)O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成:
①I-(aq)+O3(g)===IO-(aq)+O2(g) ΔH1;
②IO-(aq)+H+(aq)HOI(aq) ΔH2;
③HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq)I2(aq)+H2O(l) ΔH3。
总反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,其反应热ΔH=________。
(2)在溶液中存在化学平衡:
I2(aq)+I-(aq)I
(aq),其平衡常数表达式为______________。
(3)为探究Fe2+对O3氧化I-反应的影响(反应体系如图0),某研究小组测定两组实验中I
浓度和体系pH,结果见图1和下表。
图1
编号
反应物
反应前pH
反应后pH
第1组
O3+I-
5.2
11.0
第2组
O3+I-+Fe2+
4.1
①第1组实验中,导致反应后pH升高的原因是________________________________________________________________________
②图0中的A为________。
由Fe3+生成A的过程能显著提高I-的转化率,原因是________________________________________________________________________
③第2组实验进行18s后,I
浓度下降。
导致下降的直接原因有(双选)________。
A.c(H+)减小 B.c(I-)减小
C.I2(g)不断生成D.c(Fe3+)增加
(4)据图1,计算3~18s内第2组实验中生成I
的平均反应速率(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。
31.[答案]
(1)
(1)2I-+O3+2H+==I2+O2+H2O(其他合理答案也给分) ΔH1+ΔH2+ΔH3
(2)K=
(3)①O3氧化I-生成I2的反应消耗H+,使H+浓度减小(其他合理表达也给分)
②Fe(OH)3由于Fe3+的水解,体系中H+浓度增加,使O3氧化I-的两个分步反应②和③的平衡向右移动,I-的转化率提高
③BC
(4)v(I3-)=
=
≈5.5×
10-4mol•L-1•s-1(其他合理答案也给分)
[解析]
(1)臭氧在酸性条件下将碘离子氧化成碘单质的过程由3步反应组成,观察已知3个热化学方程式中的反应物和生成物,发现①+②+③可以得出总反应的热化学方程式为2I-(aq)+O3(g)+2H+(aq)I2(aq)+O2(g)+H2O(l),根据盖斯定律可得其焓变ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3;
氢离子表示强酸如硫酸等,将臭氧持续通入NaI溶液中,总反应的化学方程式是2NaI+O3+H2SO4Na2SO4+I2+O2+H2O或2NaI+O3+H2SO4===Na2SO4+I2+O2+H2O等;
(2)由化学平衡常数定义式可得,I2(aq)+I-(aq)I
(aq)的平衡常数表达式为
;
(3)①导致前者反应后pH升高的原因是臭氧将碘离子氧化为I2的总反应的离子方程式为2I-+O3+2H+I2+O2(g)+H2O(或者第②③步反应的反应物中都有氢离子,第③步反应的生成物中有水),既消耗氢离子又生成水,导致溶液的酸性减弱、pH升高;
②图13中A不可能为Fe2+,因为加入Fe2+后,发生如下反应:
2Fe2++O3+2H+==2Fe3++H2O、2Fe3++2I-==2Fe2++I2,随着反应的进行,I-消耗贻尽,持续通入O3,Fe2+完全转化为Fe3+,即铁元素只能以正三价的价态存在;
图13中A为Fe(OH)3,依题意可知第2组反应后pH=4.1,则c(H+)=1.0×
10-4.1mol/L,c(OH-)=1.0×
10-9..9mol/L,由于Fe(OH)3(s)
Fe3+(aq)+3OH-(aq),Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×
c3(OH-)=4.0×
10-38,则c(Fe3+)=
≈4.0×
10-8.3mol/L,由于4.0×
10-8.3mol/L远远小于1.0×
10-5mol/L,说明Fe3+已经完全沉淀,则A为Fe(OH)3;
由于Fe3++3H2O
Fe(OH)3+3H+,Fe3+的水解导致体系中H+浓度增加,使O3氧化I-的两个分步反应②和③的平衡向右移动,I-的转化率提高;
③对比表格中第1、2组实验前后pH可得,第1组pH增大,c(H+)减小,图中第1组实验所得I
浓度曲线先略为增大后几乎不变,第2组pH减小,c(H+)增大,图中第2组实验所得I
浓度曲线先显著增大后逐渐减小至无,根据上述分析可得,若c(H+)减小,I
浓度不会下降,A项错误;
若c(I-)减小,则反应③HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq)I2(aq)+H2O(l)的平衡左移,c(I2)也减小,导致I2(aq)+I-(aq)I
(aq)的平衡左移,所以I
浓度下降,B项正确;
若I2(g)不断生成,导致I2(aq)I2(g)的溶解平衡右移,既使溶液中c(I2)减小,又使I2(aq)+I-(aq)I
(aq)的平衡左移,则I
浓度下降,C项正确;
若c(Fe3+)增加,Fe3+将I-直接氧化成I2或发生反应2Fe3++2I-===2Fe2++I2,则溶液中c(I2)增大,而海水中c(I-)略为减小或忽略不计,导致I2(aq)+I-(aq)I
(aq)的平衡右移,I
浓度增大,D项错误;
(4)读图,3~18s内第2组实验中I
浓度由3.5×
10-3mol/L增加到11.8×
10-3mol/L,则生成I
的平均反应速率v(I
)=
=
10-4mol/(L·
s),此问需要注意纵坐标中“c(I
)/10-3mol·
L-1”隐含的信息,计算时需要图中所得数据乘以“×
10-3mol·
L-1”。
10.F2G2H2