题目内容
根据所学知识,完成下列问题:
(1)化学反应可视为旧键断裂和新键生成的过程。键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和其燃烧产物P4O6的分子结构如图所示,现提供以下键能(kJ· mol-1): P-P:198, P-O:360, O-O:498,白磷(P4)燃烧的热化学方程式为 。
(2)化学能与电能之间可以相互转化,以Fe、Cu、C(石墨)、CuSO4溶液、FeSO4溶液、Fe2(SO4)3溶液 、AgNO3溶液为原料,通过原电池反应实现2Fe3+ + Cu=2Fe2+ + Cu2+,请你把下图补充完整,使之形成闭合回路,并用元素符号标明电极。甲池中电解液是 溶液;乙池中电解液是 溶液。(要求:甲、乙两池中电解质元素种类始终保持不变)
(3)某市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物)其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题:
①对PM2.5空气样本用蒸馏水处理,制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
离子 |
K+ |
Na+ |
NH4+ |
SO42- |
NO3- |
Cl- |
浓度/ mol?L-1 |
4×10-6 |
6×10-6 |
2×10-5 |
4×10-5 |
3×10-5 |
2×10-5 |
根据表中数据判断该试样的酸碱性为 ,试样的pH值=
②已知气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g) 2NO(g) H>0
若1 mol空气含有0.8 molN2和0.2 molO2,1300℃时在密闭容器内反应达到平衡。测得NO为8 × 10-4 mol.计算该温度下的平衡常数K= ___________;汽车启动后,气缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是 。
(1)P4(s) + 3O2(g) =P4O6(s) △H=-1638kJ·mol-1(3分)
(2)甲池:CuSO4(1分) ;乙池:Fe2(SO4)3(1分),图像正确得2分。
(3)①酸性,4 (3分)
②4×10-6 ;该反应为吸热反应,温度升高,反应速率加快,平衡右移 (4分)
【解析】
试题分析:(1)反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值,则根据题意可知,该反应的反应热△H=198kJ/mol×6+498kJ/mol×3-360kJ/mol×12=-1638kJ/mol,所以该反应的热化学方程式是P4(s) + 3O2(g) =P4O6(s) △H=-1638kJ/mol。
(2)原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,正极得到电子,发生还原反应。根据方程式可知,铜是还原剂,作负极。正极是溶液中的铁离子得到电子。所以根据电子的流向可知,甲中电极是负极,可选择铜做电极,电解质是硫酸铜。乙中电极是正极,可选择石墨作电极,电解质是硫酸铁。
(3)①根据溶液显中性可知,溶液中氢离子的物质的量浓度是4×10-5mol/L×2+3×10-5mol/L+2×10-5mol/L-4×10-6mol/L-6×10-6mol/L-2×10-5mol/L=1×10-4mol/L,则溶液的pH=4。
②反应前后体积不变,则可以设容器体积是1L,则
N2(g) + O2(g) 2NO(g)
起始浓度(mol/L) 0.8 0.2 0
转化浓度(mol/L) 4×10-4 4×10-4 8×10-4
平衡浓度(mol/L) 0.8 0.2 8×10-4
所以该温度下的平衡常数K==4×10-6
由于该反应为吸热反应,温度升高,反应速率加快,平衡向正反应方向移动,所以气缸温度越高,单位时间内NO排放量越大。
考点:考查热化学方程式、原电池、pH、平衡常数以及外界条件对反应速率和平衡常数的影响
点评:该题是高考中的常见题型,试题针对性强,贴近高考,有利于调动学生的学习兴趣,激发学生的学习积极性,有利于培养学生的逻辑推理能力和抽象思维能力。也有助于培养学生的环境保护意识和能源节约意识。
(11分)根据所学知识,完成下列要求。
(1)0.2 mol OH-的质量为 ,其中含有 个电子;标况下 L HCl气体溶于水可配成12 mol/L HCl溶液500 mL。
(2)我国是最早使用铜及其合金的国家之一,我国古代劳动人民更最早利用天然铜的化合物进行湿法炼铜,这是湿法技术的起源,是世界化学史上的一项发明。西汉《淮南子·万毕术》记载:曾青得铁则化为铜,曾青为硫酸铜。
在该反应中被氧化的元素是 ,氧化剂是 ;该反应的离子方程式为: 。
(3)就有关物质的分离回答下面的问题。
①现有一瓶A和B的混合液,已知它们的性质如下表。
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度/g·cm-3 | 溶解性 |
A | -11.5 | 198 | 1.11 | A、B互溶,且均易溶于水 |
B | 17.9 | 290 | 1.26 |
②在分液漏斗中用一种有机溶剂萃取水溶液里的某物质时,静置分层后,如果不知道哪一层液体是“水层”,试设计一种简便的判断方法。
答: 。