14.298K、101kPa时,根据6C(石墨,s)+3H2(g)=C6H6(l)设计的反应路径如下:
上述条件下石墨、氢气、苯的燃烧热依次为△H(石墨)、△H(H2)、△H(C6H6),下列说法正确的是
A.△H1=△H2+△H3
B.C6H6的能量一定高于CO2和H2O的能量
C.1molC6H6(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)的△H>△H3
D.6×△H(石墨)+3×△H(H2)=△H2
15.室温下,用0.1000mol·L-1盐酸滴定100mL0.1000mol·L-1氨水,滴定曲线如图所示。
下列说法正确的是
A.lgKb(NH3·H2O)=-9.26B.最适宜用酚酞作指示剂
C.a点,lgc(OH-)≈-2.87D.溶液在b点和c点时水的电离程度相同
16.在某密闭容器中发生反应CO(g)+Cl2(g)
COCl2(g)(△H<0),其中各物质的浓度随时间的变化如图所示(t1、t2、t3均只改变一个条件)。
下列叙述错误的是
A.0~10s内,CO的平均反应速率为0.08mol·L-1·s-1B.t1时改变的条件是充入CO气体
C.t2时改变的条件是降低体系温度D.平衡常数K:
①=②=③>④
二、非选择题:
本题共5小题,共52分。
17.(12分)在恒压下化学反应所吸收或放出的热量,称为化学反应的焓变。
回答下列问题:
(1)25℃、101kPa时,1g氨气完全燃烧放出18.6kJ的热量,则4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)△H=kJ·mol-1。
(2)常压下,某铝热反应的温度与能量变化如图所示:
①常压、1538℃时,Fe(s)→Fe(l)△H=kJ·mol-1。
②常压、25℃时,该铝热反应的热化学方程式为。
(3)在稀溶液中酸与碱发生中和反应生成1mol水时所释放的热量称为中和热。
部分酸与碱反应的中和热如下表:
①I、IV的热化学方程式(用离子方程式形式表示)依次为、。
②I、II的△H相同,III、IV、V的△H比I、II大,其原因是。
③体积和浓度均为25.0mL1.00mol·L-1的硝酸和NaOH溶液(起始温度相同)混合时,测得混合溶液的温度与时间的关系如图所示,已知硝酸和NaOH溶液的密度均为1.00g·mL-1,混合溶液的比热容为4.18J·g-1·℃-1。
由实验数据可计算出该反应的中和热△H为
kJ·mol-1(结果保留1位小数)。
18.(10分)铵盐是实验室常用试剂。
回答下列问题:
(1)NH4Cl溶液中NH4+水解的离子方程式为;加入镁粉可产生大量气体,该气体的成分是(写化学式)。
(2)物质的量浓度相同的下列四种铵盐的溶液中,c(NH4+)从大到小的顺序为(用标号表示)。
A.(NH4)2CO3B.CH3COONH4C.NH4HSO4D.NH4Cl
(3)少量Mg(OH)2能溶于CH3COONH4浓溶液(呈中性)的原因是(用文字和方程式说明)。
(4)甲醛法测定铵盐中氮的质量分数的实验步骤如下:
步骤I.称取ag(NH4)2SO4样品,用水溶解后定容于250mL容量瓶中;步骤II.取出25.00mL溶液于锥形瓶中,加入足量中性甲醛溶液[4NH4++6HCHO=3H++6H2O+(CH2)6N4H+],再加入酚酞指示剂,用cmol·L-1NaOH标准溶液滴定[3H++(CH2)6N4H++4OH-=(CH2)6N4+4H2O],滴定到终点时消耗标准溶液VmL。
①滴定到终点时,溶液颜色的变化是。
②该(NH4)2SO4样品中氮的质量分数为(用含a、c、V的代数式表示)。
③推测下列铵盐中不能用该法测定其中氮的质量分数的是(填标号)。
A.NH4ClB.NH4HCO3C.NH4NO3D.CH3COONH4
19.(10分)硫化物是自然界硫循环中的重要物质。
回答下列问题:
(1)反应2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)△H>0在(填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(2)闪锌矿转化为CuS矿的反应为ZnS(s)+Cu2+(aq)
CuS(s)+Zn2+(aq),该反应的平衡常数K=[用含Ksp(CuS)、Ksp(ZnS)的代数式表示]。
(3)25℃时,某混合溶液中c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.01mol·L-1,Ka1、Ka2分别为H2S的一级电离常数和二级电离常数;lgc(H2S)、lgc(HS-)、lgc(S2-)随pH变化的关系如图所示:
①在水溶液中H2S的电离方程式为、。
②图中c表示的含硫微粒是(填离子符号)。
③H2S的Ka1=mol·L-1。
④图中M点的pH=(用含lgKa1、lgKa2的代数式表示)。
20.(10分)自热化学链重整制氢CLR(a)工艺的原理如图所示:
回答下列问题:
(1)25℃、101kPa时,1.0gNi与足量O2反应生成NiO放出8.0kJ的热量,则在“空气反应器”中发生反应的热化学方程式为。
(2)“燃料反应器”中发生的部分反应有:
(I)CO(g)+NiO(s)=CO2(g)+Ni(s)△H=-47.0kJ·mol-1
(II)CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(g)+4Ni(s)△H2=+137.7kJ·mol-1
(III)CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H3=+225.5kJ·mol-1
则反应CH4(g)+NiO(s)=CO(g)+2H2(g)+Ni(s)的△H=kJ·mol-1。
(3)“水汽转换反应器”中发生的反应为CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g)(平衡常数K=0.75),将天然气看作是纯净的CH4(假定向水汽转换反应器中补充的水的物质的量等于甲烷的物质的量),若在t℃时进行转换,水汽转换反应器中某时刻CO、H2O、H2、CO2浓度之比为1:
x:
2:
1,此时v(正)v(逆)(填“>”“=”或“<”),理由是。
(4)甲烷制氢传统工艺有水蒸气重整、部分氧化重整以及联合重整等,CLR(a)工艺重整是一种联合重整,涉及反应的热化学方程式如下:
水蒸气重整反应:
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=+192kJ·mol-1
部分氧化重整反应:
CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)△H=-748kJ·mol-1
采用水蒸气重整的优点是;若上述两个反应在保持自热条件下(假设无热量损失),理论上1molCH4至多可获得H2的物质的量为(结果保留1位小数)。
21.(10分)CH3OH是一种重要的化工原料,可由CO或CO2与H2反应合成,在密闭容器内发生的主要反应如下,其平衡常数的自然对数lnKp(Kp是以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)随温度的变化如图所示:
I.CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)Kp(I)
II.CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)Kp(II)
III.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)Kp(III)
(1)△H>0的反应是(填标号)。
(2)反应III的Kp(III)=[用含Kp(I)、Kp(II)的代数式表示]。
(3)若图中A点时发生反应CH3OH(g)+CO2(g)
2CO(g)+H2(g)+H2O(g),则其lnKp=
(填数值)。
(4)在某催化剂催化和3.6×104kPa下,由CO2和H2在密闭容器内合成甲醇,反应相同时间时,甲醇的选择性[S(CH3OH)]、CO2的转化率[X(CO2)]及CO的选择性[S(CO)]与温度的关系如图所示:
①实际生产中选择260℃的原因,除X(CO2)最大外,还有。
②温度高于260℃时,升高温度X(CO2)减小的原因是(从反应II、III的平衡移动角度分析)。
(5)某合成气只含CO、H2且n(CO):
n(H2)=1:
m,在温度t、压强p条件下在密闭容器内进行反应I,若CO平衡转化率为α,则平衡常数Kp(I)=(用含m、α、p的代数式表示)。