题目内容
20.(1)如图为C及其氧化物的变化关系图,①是置换反应,②③④均为化合反应,则①的化学方程式可为C+H2O=CO+H2;图中变化过程是吸热反应的是①③(填序号).
(2)甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上可用如下方法合成甲醇:
方法一 CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
方法二 CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
在25℃、101kPa下,1克甲醇完全燃烧生成CO2和液态水,放热a kJ,写出甲醇燃烧热的热化学方程式:CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-32akJ•mol-1;
(3)金属钛冶炼过程中其中一步反应是将原料金红石转化:TiO2(金红石)+2C+2Cl2=TiCl4+2CO 已知:
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1;2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566kJ•mol-1
TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(s)+O2(g)△H=+141kJ•mol-1
①CO的燃烧热是283 kJ/mol.
②1molC燃烧,$\frac{1}{2}$转化为CO,$\frac{1}{2}$转化为CO2,与1molC完成燃烧相比,损失的热量是141.5kJ.
③将金红石转化的热化学方程式为TiO2(s,金红石)+2C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+2CO(g)△H=-80 kJ/mol.
分析 (1)依据碳及其化合物性质分析转化关系,①是置换反应可以是碳好水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,或与金属氧化物反应,其中碳和水蒸气反应,碳和二氧化碳反应为吸热反应;
(2)依据燃烧热概念是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,题干所给量计算32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放热,结合热化学方程式书写方法,标注物质聚集状态和对应焓变;
(3)①燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量;
②损失的热量是一氧化碳燃烧生成二氧化碳放出的热量;
③依据热化学方程式和盖斯定律计算所需热化学方程式.
解答 解:(1)①是置换反应可以是碳好水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,或与金属氧化物反应,反应的化学方程式为:C+H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H2,其中碳和水蒸气反应,碳和二氧化碳反应为吸热反应即①③为吸热反应;
故答案为:C+H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H2,①③;
(2)在25℃、101kPa下,1g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热akJ.32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为32QKJ;则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为:CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-32akJ•mol-1,
故答案为:CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-32akJ•mol-1;
(3)①2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566kJ•mol-1,燃烧热的热化学方程式为:CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO2(g)△H=-283 kJ/mol,一氧化碳燃烧热为283 kJ/mol,
故答案为:283 kJ/mol;
②1molC燃烧,$\frac{1}{2}$转化为CO,$\frac{1}{2}$转化为CO2,与1molC完成燃烧相比,损失的热量是一氧化碳燃烧生成二氧化碳放出的热量,结合热化学方程式和定量关系计算得到:C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1;CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO2(g)△H=-283kJ•mol-1
$\frac{1}{2}$molC转化为CO燃烧放热$\frac{283KJ}{2}$=141.5kJ/mol,
故答案为:141.5;
③Ⅰ、C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1;
Ⅱ、2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566kJ•mol-1
Ⅲ、TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(s)+O2(g)△H=+141kJ•mol-1
盖斯定律计算Ⅰ×2-Ⅱ+Ⅲ得到:TiO2(s,金红石)+2C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+2CO(g)△H=-80 kJ/mol,
故答案为:TiO2(s,金红石)+2C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+2CO(g)△H=-80 kJ/mol;
点评 本题考查了热化学方程式写,盖斯定律计算分析,燃烧热概念理解应用,掌握计算方法和热化学方程式的书写依据是关键,题目难度中等.
| A. | ①是BaCl2溶液,②稀盐酸 | B. | ①是稀盐酸,②稀BaCl2溶液 | ||
| C. | ①是稀硝酸,②是AgNO3溶液 | D. | ①是稀硫酸,②是AgNO3溶液 |
| 电极反应式 | 出现环境 | |
| A | O2+2H2O+4e-═4OH- | 碱性环境下氢氧燃料电池的负极反应 |
| B | 4OH--4e-═2H2O+O2↑ | 弱酸性环境下钢铁的吸氧腐蚀 |
| C | 2H++2e-═H2↑ | 用惰性电极电解NaOH溶液的阴极反应 |
| D | H2-2e-═2H+ | 用惰性电极电解H2SO4的阳极反应 |
| A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
| A. | H2O | B. | NaCl | C. | SO2 | D. | HCl |
| A. | 干燥氯气 | B. | 检验K2CO3中的K+ | ||
| C. | 收集纯净的NH3并验满 | D. | 制备Fe(OH)2 |
| A. | △t1=△t2时,SO2的转化率:a~b段小于b~c段 | |
| B. | 反应物的总能量低于生成物的总能量 | |
| C. | 反应物浓度:a点小于b点 | |
| D. | 反应在C点达到平衡状态 |
| 元素编号 | 元素性质或原子结构 |
| T | M层上有2对成对电子 |
| X | 最外层电子数是次外层电子数的2倍 |
| Y | 常温下单质为双原子分子,其氢化物水溶液呈碱性 |
| Z | 元素最高正价是+7价 |
(2)元素Y与氢元素形成一种离子YH${\;}_{4}^{+}$,写出该微粒的电子式
(3)元素Z与元素T相比,非金属性较强的是Cl(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是bef.
a.常温下Z的单质和T的单质状态不同
b.Z的氢化物比T的氢化物稳定
c.一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应
d.Z原子的价电子数比T原子多
e.Z的最高价氧化物的水化物酸性强于T的最高价氧化物的水化物.
f.Z的单质能与T的氢化物水溶液发生置换反应
(4)Z有多种常见含氧酸,酸性由强到弱的顺序是HClO4>HClO3>HClO.
| A. | 液态氟化氢中存在氢键,所以其分子比氯化氢更稳定 | |
| B. | 由碳、氮原子形成的化合物比金刚石硬,其主要原因是碳氮键比碳碳键更短 | |
| C. | S8和NO2都是共价化合物,NH4Cl和CaC2都是离子化合物 | |
| D. | 若ⅡA某元素的原子序数为m,则同周期ⅢA元素的原子序数有可能为m+10 |
| A. | x-3 | B. | x+3 | C. | x+11 | D. | x-11 |