时间:2021-02-18 07:15:16
1、简答题 为解决大气中CO2的含量增大的问题，某科学家提出“绿色自由”构想：把工厂排出的富含CO2的废气经净化吹入碳酸钾溶液吸收，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应使废气中的CO2转变为燃料甲醇．“绿色自由”构想的部分技术流程如下：
（1）合成塔中反应的化学方程式为______；△H＜0．从平衡移动原理分析，低温有利于提高原料气的平衡转化率．而实际生产中采用300℃的温度，除考虑温度对反应速率的影响外，还主要考虑了______．
（2）从合成塔分离出甲醇的原理与下列______操作的原理比较相符（填字母）．
A．过滤?B．分液?C．蒸馏?D．结晶
（3）工业流程中一定包括“循环利用”，“循环利用”是提高效益、节能环保的重要措施．“绿色自由”构想技术流程中能够“循环利用”的，除K2CO3溶液和CO2、H2外，还包括______．
（4）在体积为2L的合成塔中，充入2mol?CO2和6mol?H2，测得CO2（g）和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示．从反应开始到平衡，v（H2）=______；能使平衡体系中n（CH3OH）/n（CO2）增大的措施有______．
（5）如将CO2与H2以1：4的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4．巳知CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H1=-890.3kJ/mol，H2?（g）+
| 1 2 |
参考答案：（1）合成塔中的反应是二氧化碳和氢气在一定条件下可生成甲醇和水，其方程式为：CO2+3H2一定条件
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：
C（石墨）+O2（g）=CO2（g）；△H=-393.51kJ?mol-1
C（金刚石）+O2（g）=CO2（g）；△H=-395.41kJ?mol-1”，则下列结论正确的是（ ）
A．在该条件下金刚石比石墨稳定，等质量时金刚石的能量大于石墨
B．金刚石转化为石墨为放热反应
C．石墨转化为金刚石为物理变化
D．由于石墨转化为金刚石为吸热反应，因此石墨在任何条件下都不可能转化为金刚石
参考答案：B
本题解析：
本题难度：简单
3、填空题 （15分）在航天发射时，肼（N2H4）及其衍生物常用作火箭推进剂。
⑴液态肼作火箭燃料时，与液态N2O4混合发生氧化还原反应，已知每1g肼充分反应后生成气态水放出热量为a KJ，试写出该反应的热化学方程式 。
⑵实验室用N2H4·H2O与NaOH颗粒一起蒸馏，收集114～116℃的馏分即为无水肼。
①在蒸馏过程中不需要的仪器是 （填序号字母）。
A．酒精灯
B．长直玻璃导管
C．锥形瓶
D．直型冷凝管
E．尾接管（接液管） F．蒸馏烧瓶 G．滴定管
②除上述必需的仪器外，还缺少的主要玻璃仪器是 。
⑶肼能使锅炉内壁的铁锈变成较为致密的磁性氧化铁（Fe3O4）层，以减缓锅炉锈蚀。若反应过程中肼转化为氮气，则每生成1molFe3O4，需要消耗肼的质量为 g。
⑷磁性氧化铁（Fe3O4）的组成可写成FeO·Fe2O3。某化学实验小组通过实验来探究一黑色粉末是否由Fe3O4、CuO组成（不含有其它黑色物质）。探究过程如下：
提出假设：假设1. 黑色粉末是CuO；假设2. 黑色粉末是Fe3O4；
假设3. 。
探究实验：
取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中滴加KSCN试剂。
①若假设1成立，则实验现象是 。
②若所得溶液显血红色，则假设 成立。
③为进一步探究，继续向所得溶液加入足量铁粉，若产生 现象，则假设3成立。
有另一小组同学提出，若混合物中CuO含量较少，可能加入铁粉后实验现象不明显。查阅资料：Cu2+与足量氨水反应生成深蓝色溶液，Cu2+＋4NH3·H2O＝Cu（NH3）42+＋4H2O。
④为探究是假设2还是假设3成立，另取少量粉末加稀硫酸充分溶解后，再加入足量氨水，若假设2成立，则产生 现象；若产生 现象，则假设3成立。
参考答案：⑴N2O4(l)＋2N2H4(l)＝3N2(g)＋4H2O(g) ΔH1＝－64a kJ·mol－1 ； ⑵ ①BG；②温度计；⑶8g
⑷假设3：黑色粉末是CuO和Fe3O4的混合物 ；①溶液显蓝色 ； ②“2或3”； ③红色固体；
④红褐色沉淀 ；红褐色沉淀，同时溶液呈深蓝色
本题解析：⑴根据题意可得反应的热化学方程式为N2O4(l)＋2N2H4(l)＝3N2(g)＋4H2O(g) ΔH1＝－64a kJ/mol；（2）①在蒸馏过程中需要的仪器是酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、直型冷凝管、尾接管（接液管）、锥形瓶。所以不需要的玻璃仪器是长直玻璃导管、滴定管。因此选项为BG。②除上述必需的仪器外，还缺少的主要玻璃仪器是温度计；⑶肼与Fe2O3反应的方程式是N2H4+6Fe2O3= 4Fe3O4+ N2+2H2O。根据方程式可知，若生成1molFe3O4，需要消耗肼0.25mol,它的质量为0.25mol×32g/mol=8g。⑷根据给出的假设情况可推知假设3是黑色粉末是CuO和Fe3O4的混合物 ；取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中滴加KSCN试剂。 ①若假设1成立，则实验现象是溶液显蓝色；②若所得溶液显血红色，则假设“2或3”成立；③为进一步探究，继续向所得溶液加入足量铁粉，若产生红色固体则假设3成立。 ④为探究是假设2还是假设3成立，另取少量粉末加稀硫酸充分溶解后，再加入足量氨水，若假设2成立，则产生红褐色氢氧化铁沉淀 ；若产生的现象是既有红褐色沉淀，同时溶液呈深蓝色，则假设3成立。
考点：考查热化学方程式的书写、仪器的选择与使用、实验方案的设计、验证、氧化反应反应方程式的书写及相应的计算的知识。
本题难度：困难
4、填空题 科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池．已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃烧热△H分别为-285.8kJ-mol-1、-283.0kJ-mol-1和-726.5kJ-mol-1．
请回答下列问题：
（1）用太阳能分解10mol水消耗的能量是______kJ；
（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为______；
（3）在容积为2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变得情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如图所示（注：T1、T2均大于300℃）；
下列说法正确的是______（填序号）
①温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为：v（CH3OH）=
| nA tA |
| n(H2) n(CH3OH) |
参考答案：（1）由H2（g）的燃烧热△H为-285.8kJ?mol-1知，1molH2（g）完全燃烧生成1molH2O（l）放出热量285.8kJ，
即分解1mol?H2O（l）为1mol?H2（g）消耗的能量为285.8kJ，则分解10mol?H2O（l）消耗的能量为285.8kJ×10=2858kJ，
故答案为：2858；
（2）由CO（g）和CH3OH（l）的燃烧热△H分别为-283.0kJ?mol-1和-726.5kJ?mol-1，则
? ①CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）△H=-283.0kJ?mol-1?
? ②CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2?H2O（l）△H=-726.5kJ?mol-1?
由盖斯定律可知用②-①得反应CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2?H2O（l），该反应的反应热△H=-726.5kJ?mol-1-（-283.0kJ?mol-1）=-443.5kJ?mol-1，
故答案为：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2?H2O（l）△H=-443.5kJ?mol-1；
（3）根据题给图象分析可知，T2先达到平衡则T2＞T1，由温度升高反应速率增大可知T2的反应速率大于T1，
又温度高时平衡状态CH3OH的物质的量少，则说明可逆反应CO2+3H2?CH3OH+H2O向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，
则T1时的平衡常数比T2时的大，③、④正确，②中该反应在T1时的平衡常数比T2时的大，则②错误，①中按照其计算速率的方法可知反应速率的单位错误，应为mol?min-1，则①错误，
故答案为：③④；
（4）由化学平衡的三段模式法计算可知，
CO2?（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）
起始?1?3?0?0
变化?a?3?a?a?a
平衡?1-a?3-3a?a?a
根据相同条件下气体的压强之比等于物质的量之比，
则容器内的压强与起始压强之比为(1-a+3-3a+a+a)1+3=2-a2，故答案为：2-a2．
本题解析：
本题难度：一般
5、填空题 1）一种新型锂电池是将化学式为Li4Ti5O12的物质作为电池的正极材料，在放电的过程中变为化学式为Li4Ti5O12的物质。
①Li4Ti5O12中Ti元素的化合价为 ，锂电池的突出优点是 。
②该锂电池是一种二次电池，放电时的负极反应式为 ，充电时的阳极反应式为 。
（2）用氧化还原滴定法测定制备得到的TiO2试样中的TiO2的质量分数：在一定条件下，将TiO2溶解并还原为Ti3+，再以KSCN溶液作为指示剂，用NH4Fe（SO4）2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。
①TiCl4水解生成TiO2·xH2O的化学方程式为 。
②滴定终点的现象是 。
③滴定分析时，称取TiO2试样0．2g，消耗0.1mol·L-1 NH4Fe（SO4）2栎准溶液20ml．则TiO2的质量分数为____ 。
④若在滴定终点，读取滴定管刻度时，俯视标准溶液的液面，使其测定结果 （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）o
（3）已知：
则TiCl4（I）+4Na（l）=Ti（s）+4NaCl（s）的△H= KJ·mol-1。
参考答案：
（1）①+4(1分)体积小、比能量高、携带方便。（1分）
②Li-e-=Li+（1分）Li7Ti5O12-3e-=Li4Ti5O12+3Li+（2分）
（2）①TiCl4+(x+2)H2O=TiO2?xH2O↓+4HCl（2分）②溶液变成红色(1分)
③80%（2分）④偏小（1分）
（3）-970.2（2分）
本题解析：
（1）①根据化合物化合价代数和等于零，锂为+1价，氧为-2价，则钛为+4价；②放电发生原电池反应，负极Li-e-=Li+；充电发生电解池反应，阳极与外接电源的正极相连失去电子，发生氧化反应，Li7Ti5O12-3e-=Li4Ti5O12+3Li+；
（2）①TiCl4水解生成TiO2?xH2O，根据TiO2的化学式，应有2mol水参与反应，故方程式为TiCl4+(x+2)H2O=TiO2?xH2O↓+4HCl。③n(NH4Fe（SO4）2)=0.1mol/L
本题难度：困难