题目内容
20．
某学习小组探究NaHCO3、Na2HCO3和盐酸（盐酸浓度均为1mol．L-1）反应过程中的热效应，实验测得如下数据：| 序号 | 35mL试剂 | 固体 | 混合温度前/℃ | 混合温度后/℃ |
| ① | 水 | 2.5gNaHCO3 | 20.0 | 18.5 |
| ② | 水 | 3.2gNa2CO3 | 20.0 | 24.3 |
| ③ | 盐酸 | 2.5gNaHCO3 | 20.0 | 16.2 |
| ④ | 盐酸 | 3.2gNa2CO3 | 20.0 | 25.1 |
（1）写出NaHCO3和盐酸发生反应的离子方程式HCO3-+H+=CO2↑+H2O
（2）由上述实验得出的结论是：Na2CO3溶液与盐酸的反应是放热（填“吸热”或“放热”下同）反应，NaHCO3溶液与盐酸反应是吸热反应
（3）在如图中画出Na2CO3和盐酸反应前后能量变化曲线（标注“反应物总能量”和“生成物总能量”）
分析 （1）碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳气体和水，据此写出反应的离子方程式；
（2）根据实验①③可知，碳酸氢钠与盐酸的反应为吸热反应，根据实验②④可知，碳酸钠与盐酸的反应为放热反应；
（3）碳酸钠与盐酸的反应为放热反应，则反应物总能量大于生成物总能量，据此画出反应前后能量变化曲线．
解答 解：（1）碳酸氢钠与盐酸反应的实质为：碳酸氢根离子与氢离子反应生成二氧化碳气体和水，反应的离子方程式为：HCO3-+H+=CO2↑+H2O，
故答案为：HCO3-+H+=CO2↑+H2O；
（2）根据实验①可知，碳酸氢钠溶于水后混合液温度从20℃降低到18.5℃，而实验③中碳酸氢钠与盐酸反应后混合液温度从20℃降低16.2℃＜18.5℃，通过反应Ⅰ后混合液温度更低，证明反应Ⅰ为吸热反应；
同理，根据实验②碳酸钠溶于水，混合液温度从20℃升高到24.3℃，实验④中碳酸钠与盐酸反应，温度从20℃升高到25.1℃＞24.3℃，碳酸钠与盐酸反应后混合液的温度比碳酸钠溶于水后升高的温度更高，证明碳酸钠与盐酸的反应为放热反应，
故答案为：放热；吸热；
（3）根据（2）的分析可知，碳酸钠与盐酸的反应为放热反应，说明反应物总能量比生成物总能量高，据此可画出的反应前后能量变化曲线为：
，故答案为：．
点评 本题考查了探究吸热反应、放热反应的方法，题目难度中等，注意掌握化学反应中的能量变化，明确探究吸热反应、放热反应的方法，试题培养了学生的分析、理解能力及逻辑推理能力．
练习册系列答案
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| D． | 仅由W、Y、Z三种元素组成的化合物不可能属于盐类 |
11．CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标．
（1）250℃时，以镍合金为催化剂，向4L容器中通入6mol CO2、6mol CH4，发生如下反应：
CO2 （g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g）．平衡体系中各组分体积分数如下表：
①此温度下该反应的平衡常数K=64
②已知：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-890.3kJ•mol-1
CO（g）+H2O （g）=CO2（g）+H2 （g）△H=+2.8kJ•mol-1
2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ•mol-1
反应CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g） 的△H=+247.3 kJ•mol-1
（2）以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸．
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图1所示．250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低
②为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是增大体积减小压强或增大CO2的浓度
③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O
（3）Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2．①如果寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是ab
a．可在碱性氧化物中寻找
b．可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找
c．可在具有强氧化性的物质中寻找
（4）利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品．
反应A：CO2+H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{高温}$CO+H2+O2高温电解技术能高效实现反应A，工作原理示意图2如下：CO2在电极a放电的反应式是CO2+2e-═CO+O2-．
（1）250℃时，以镍合金为催化剂，向4L容器中通入6mol CO2、6mol CH4，发生如下反应：
CO2 （g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g）．平衡体系中各组分体积分数如下表：
| 物质 | CH4 | CO2 | CO | H2 |
| 体积分数 | 0.1 | 0.1 | 0.4 | 0.4 |
②已知：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-890.3kJ•mol-1
CO（g）+H2O （g）=CO2（g）+H2 （g）△H=+2.8kJ•mol-1
2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ•mol-1
反应CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g） 的△H=+247.3 kJ•mol-1
（2）以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸．
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图1所示．250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低
②为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是增大体积减小压强或增大CO2的浓度
③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O
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a．可在碱性氧化物中寻找
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氮化硅是一种新型无机非金属材料，主要有α-氮化硅和β-氮化硅两种晶型，它们都是由[SiN4]正四面体共用顶角原子构成的三维空间网络结构，β-氮化硅的结构如图所示：
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5．（1）氨催化氧化法是工业制硝酸的主要方法，可进行连续生产．
已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol
写出氨气经催化氧化生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式：4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H=-905.0kJ/mol．
（2）恒容密闭容器中进行的合成氨反应，其化学平衡常数K与温度t的关系如下表：
①写出合成氨反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）的平衡常数表达式：$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{3}）}$
②上表中K1＞K2（填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）如果向氨合成塔中充入10molN2和40molH2进行氨的合成，图A和图B为一定温度下平衡混合物中氨气的体积分数与压强（p）的关系图．
①下列说法正确的是ABD（填序号）．
A．图中曲线表明增大体系压强（p），有利于提高氨气在混合气体中体积分数
B．如果图B中T=500℃，则温度为450℃时对应的曲线是b
C．工业上采用500℃温度可有效提高反应速率和氮气的转化率
D．当 2v正（H2）=3v逆（NH3）时，反应达到平衡状态
E．容器内混合气体密度保持不变时，反应达到平衡状态
②图A中氨气的体积分数为15%时，N2的转化率为32.61%．
（4）在1998年希腊亚里斯多德大学的Marmellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+），实现了高温常压下高转化率的电化学合成氨，其实验装置如图C，则正极的电极反应式N2+6e-+6H+=2NH3．
（5）25℃时，Ksp[Mg（OH）2]=5.61×10-12，Ksp[MgF2]=7.42×10-11．下列说法正确的是BD．
A．25℃时，饱和Mg（OH）2溶液中c（OH-）大于饱和MgF2溶液中c（F-）
B．25℃时，某饱和Mg（OH）2溶液中c（Mg2+）=0.0561 mol•L-1，则溶液的pH=9
C． 25℃时，在Mg（OH）2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，溶液变澄清，Ksp[Mg（OH）2]增大
D．25℃时，在Mg（OH）2悬浊液中加入NaF溶液后，Mg（OH）2可能转化为MgF2．
已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol
写出氨气经催化氧化生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式：4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H=-905.0kJ/mol．
（2）恒容密闭容器中进行的合成氨反应，其化学平衡常数K与温度t的关系如下表：
| t/K | 298 | 398 | 498 | … |
| K | 4.1×106 | K1 | K2 | … |
②上表中K1＞K2（填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）如果向氨合成塔中充入10molN2和40molH2进行氨的合成，图A和图B为一定温度下平衡混合物中氨气的体积分数与压强（p）的关系图．
①下列说法正确的是ABD（填序号）．
A．图中曲线表明增大体系压强（p），有利于提高氨气在混合气体中体积分数
B．如果图B中T=500℃，则温度为450℃时对应的曲线是b
C．工业上采用500℃温度可有效提高反应速率和氮气的转化率
D．当 2v正（H2）=3v逆（NH3）时，反应达到平衡状态
E．容器内混合气体密度保持不变时，反应达到平衡状态
②图A中氨气的体积分数为15%时，N2的转化率为32.61%．
（4）在1998年希腊亚里斯多德大学的Marmellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+），实现了高温常压下高转化率的电化学合成氨，其实验装置如图C，则正极的电极反应式N2+6e-+6H+=2NH3．
（5）25℃时，Ksp[Mg（OH）2]=5.61×10-12，Ksp[MgF2]=7.42×10-11．下列说法正确的是BD．
A．25℃时，饱和Mg（OH）2溶液中c（OH-）大于饱和MgF2溶液中c（F-）
B．25℃时，某饱和Mg（OH）2溶液中c（Mg2+）=0.0561 mol•L-1，则溶液的pH=9
C． 25℃时，在Mg（OH）2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，溶液变澄清，Ksp[Mg（OH）2]增大
D．25℃时，在Mg（OH）2悬浊液中加入NaF溶液后，Mg（OH）2可能转化为MgF2．
12．氯水既可以用来杀菌消毒，又可作漂白剂，其中起作用的物质是（ ）
| A． | Cl2 | B． | HCl | C． | HClO | D． | H2O |
9．实验室用含有杂质（FeO、Fe2O3）的废CuO制备胆矾晶体，经历了下列过程（已知 Fe3+在 pH=5时沉淀完全）．其中分析错误的是（ ）
| A． | 步骤②发生的主要反应为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O | |
| B． | 步骤②可用氯水、硝酸等强氧化剂代替H2O2 | |
| C． | 步骤③用 CuCO3代替CuO也可调节溶液的pH | |
| D． | 步骤⑤的操作为：向漏斗中加人少量冷的蒸馏水至浸没晶体，待水自然流下，重复操作 2～3次 |
采用MnO2．其工作原理如图丙所示．电池放电时Na+由a（填写“a”或“b”，下同）极区移向b极区，该电池的负极反应式为BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O．