题目内容

12．把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径I：C（s）+O2（g）═CO2（g）
途径II：先制水煤气：C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）
燃烧水煤气：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）；
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）
已知：①C（s）+O2（g）═CO2（g）；△H1=-393.5kJ•mol-1
②H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=H2O（g）；△H2=-241.8kJ•mol-1
③CO（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=CO2（g）；△H3=-283.0kJ•mol-1
请回答下列问题：
（1）C的标准燃烧热是393.5kJ•mol-1
（2）根据盖斯定律写出煤和气态水生成水煤气的热化学方程式：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H═+131.3kJ•mol-1
（3）在制水煤气反应里，反应物具有的总能量＜（填“＞”、“＜”或“=”）生成物所具有的总能量
（4）根据两种途径，下列说法错误的是A
A．途径II制水煤气时增加能耗，故途径II的做法不可取
B．与途径I相比，途径II可以减少对环境的污染
C．与途径I相比，途径II可以提高煤的燃烧效率
D．将煤转化为水煤气后，便于通过管道进行运输．

分析 （1）由C（s）+O2（g）═CO2（g）；△H1=-393.5kJ•mol-1可知，C的标准燃烧热是393.5kJ•mol-1；
（2）根据盖斯定律，①-②-③得到C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H；
（3）C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ•mol-1＞0，反应物的总能量小于生成物的总能量；
（4）固体煤经处理变为气体燃料后，根据气体燃料具有的优点分析，煤通过途径Ⅱ作为燃料的意义是固体煤经处理变为气体燃料后，不仅在燃烧时可以大大减少SO2和烟尘对大气造成的污染，而且燃烧效率高，也便于输送；

解答 解：（1）由C（s）+O2（g）═CO2（g）；△H1=-393.5kJ•mol-1可知，C的标准燃烧热是393.5kJ•mol-1，
故答案为：393.5；
（2：①C（s）+O2（g）═CO2（g）；△H1=-393.5kJ•mol-1
②H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=H2O（g）；△H2=-241.8kJ•mol-1
③CO（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=CO2（g）；△H3=-283.0kJ•mol-1
根据盖斯定律，①-②-③得到：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ•mol-1，
故答案为：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H═+131.3kJ•mol-1；
（3）C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ•mol-1＞0，吸热反应中反应物的总能量小于生成物的总能量，
故答案为：＜；
（4）A、根据盖斯定律，反应热只与始态与终态有关，与途径无关，始态相同、终态相同反应热相同，途径1和途径2在理论上相同放出的热量相等，故A错误；
B．与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ可以减少对环境的污染，固体煤经处理变为气体燃料后，不仅在燃烧时可以大大减少SO2和烟尘对大气造成的污染，故B正确；
C．与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ可以提高煤的燃烧效率，固体煤经处理变为气体燃料后，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ可以提高煤的燃烧效率，故C正确
D．将煤转化为水煤气后，气体便于通过管道进行运输，故D正确．
故答案为：A．

点评 本题考查学生盖斯定律的应用以及反应吸放热与反应物、生成物能量之间的关系，注意盖斯定律的应用，题目难度不大．

练习册系列答案
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2．在一密闭容器中发生反应N2+3H22NH3，△H＜0达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示：回答下列问题：
（1）处于平衡状态的时间段是ACDF（填选项）．
A．t0～t1　  B．t1～t2 　C．t2～t3
D．t3～t4　  E．t4～t5　  F．t5～t6
（2）t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件是（填选项）．
A．增大压强　B．减小压强　C．升高温度
D．降低温度　E．加催化剂　F．充入氮气
t1时刻C；t3时刻E；t4时刻B．
（3）依据（2）中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是A（填选项）．
A．t0～t1　B．t2～t3　C．t3～t4　D．t5～t6
（4）一定条件下，合成氨反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20%，则反应后与反应前的混合气体体积之比为5：6．
3．某同学设计了如图所示装置（夹持仪器省略）进行系列实验，实验时将药品A逐滴加入到固体B中，请根据下列实验回答问题：
（1）若A为水，B为过氧化钠，C中盛有酸化过的FeCl2溶液，旋开活塞E后，烧瓶中发生反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，C中的现象为溶液由浅绿色逐渐变为（棕）黄色
（2）利用上述装置可以验证物质的性质，如设计证明氧化性：KMnO4＞Cl2 并制取漂白液（有效成分为NaClO），则A为浓盐酸，B为高锰酸钾C中发生反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O．D装置的作用是：防止倒吸．也可设计证明酸性的强弱：H2SO4＞H2CO3＞H2SiO3则A为硫酸、B为纯碱、C中盛有水玻璃，则小试管中的现象是溶液变浑浊．
（3）利用上述装置可以验证SO2的性质，若A为浓硫酸，B为亚硫酸钠固体，那么C中盛有品红溶液时可验证其具有漂白性；而C中盛有氯水（或溴水或酸性高锰酸钾溶液）溶液时可验证其具有还原性．
20．菜谱中记载：河虾不宜与西红柿同食．主要原因是河虾中含有五价砷，西红柿中含有比较多的维生素C，两者同食时会生成有毒的三价砷．下列说法不正确的是（　　）
A．五价砷在维生素C作用下发生了还原反应
B．“两者同食”发生的反应中维生素C作还原剂
C．河虾中含有的五价砷，没有毒性
D．毒药砒霜是含砷的氧化物，可以推测砒霜中所含的砷元素化合价为+5
7．已知：
①将煤转化为水煤气的主要化学反应为C（s）+H2O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO（g）+H2（g）；
②C（s）、CO（g）和H2（g）完全燃烧的热化学方程式分别为：
C（s）+O2（g）═CO2（g）；△H=-393.5kJ•mol-1
H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（g）；△H=-242.0kJ•mol-1
CO（g）+$\frac{1}{2}$O2═CO2（g）；△H=-283.0kJ•mol-1
请回答：
（1）根据以上数据，写出C（s）与水蒸气反应的热化学反应方程式：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.5kJ/mol．
（2）比较反应热数据可知，1mol CO（g）和1mol H2（g）完全燃烧放出的热量之和比1mol C（s）完全燃烧放出的热量多．甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯定律做出循环图，并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”．
请分析：甲、乙两同学观点正确的是乙（填“甲”或“乙”）；判断的理由是甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量．
（3）将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点，请列举其中的两个优点减少污染、燃烧充分．
17．NaH中的氢元素为-1价，它可用作生氢剂，反应的化学方程式是NaH+H2O═NaOH+H2↑．则下列说法正确的是（　　）
A．NaOH是氧化产物
B．当1molNaH发生反应时，该反应转移电子的物质的量为2mol
C．NaH为还原剂
D．H2O既是还原剂又是氧化剂
4．氮化铝（AlN）是一种新型无机非金属材料．某AlN样品仅含有Al2O3杂质，为测定AlN的含量，设计如下三种实验方案．
已知：AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑
【方案1】取一定量的样品，用以下装置测定样品中AlN的纯度（夹持装置已略去）．

（1）图C装置中球形干燥管的作用是防止倒吸．
（2）完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先进行的操作是检查装置气密性，再加入实验药品．接下来的实验操作是关闭K1，打开K2，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体．打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化．通入氮气的目的是把装置中残留的氨气全部赶入C装置．
（3）由于装置存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见C装置出口处连接一个干燥装置．
【方案2】用下图装置测定m g样品中A1N的纯度（部分夹持装置已略去）．

（4）为测定生成气体的体积，量气装置中的X液体可以是AD．
A．CCl4　　　　  　B．H2O       　C．NH4Cl溶液　　     D．
（5）若m g样品完全反应，测得生成气体的体积为V mL（已转换为标准状况），则AlN的质量分数是$\frac{41V}{22400m}$×100%．
【方案3】按以下步骤测定样品中A1N的纯度：

（6）步骤②生成沉淀的离子方程式为CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓．
（7）若在步骤③中未洗涤，测定结果将偏高 （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
1．下列各选项的变化中，不能通过置换反应实现的是（　　）
A．CO2→MgOB．Fe3O4→H2OC．FeCl3→CuCl2D．MnO2→Al2O3
2．如图所示3套实验装置，分别回答下列问题．

（1）装置1为铁的吸氧腐蚀实验．一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入K3[Fe（CN）6]溶液，即可观察到铁钉附近的溶液变蓝色沉淀，表明铁被氧化（填“氧化”或“还原”）； 向插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，可观察到碳棒附近的溶液变红，该电极反应为O2+4e-+2H2O═4OH-．
（2）装置2中的石墨是正极（填“正”或“负”），该装置发生的总反应的离子方程式为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+．
（3）装置3中甲烧杯盛放100mL 0.2mol/L的NaCl溶液，乙烧杯盛放100mL 0.5mol/L的CuSO4溶液．反应一段时间后，停止通电．向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红．
①电源的M端为正极；甲烧杯中铁电极的电极反应为Fe-2e-═Fe2+．
②乙烧杯中电解反应的离子方程式为2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+4H+．
③停止电解，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重 0.64g，甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为224mL．

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