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(10分)化学在生活中有很多的应用,如臭氧可用于空气净化、饮用水消毒、工业废物处理和作为漂白剂等,氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,具有较高的硬度且耐高温。
(1)臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。已知:
反应生成3 mol Ag2O(s)时放出的热量为
反应生成4 mol Ag(s)时吸收的热量为62.2 kJ,试根据题给数据判断O3转化为O2是________(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)氮化硅()可由石英与焦炭在高温的氯气流中通过如下反应制得:

在VL的密闭容器中进行反应,实验数据如下表:

①实验l和实验2表明,________对反应速率有影响,对同一规律研究的实验还有一组是________(填实验序号)。本实验还研究了_______对反应速率的影响。。
②实验5中,t1________(填“>”、“<”或“=”)120,平衡时,二氧化硅的转化率为____________________。

(1)放热
(2)①温度;实验3和实验4;反应物的形状;
②<;41.7%

解析试题分析:(1)根据题目所给信息,结合盖斯定律判断臭氧转化为氧气2O3(g)=3O2(g)的△H=-235.8 kJ/mol×2+62.2 kJ/mol×3=-285kJ/mol<0,所以该反应是放热反应;
(2)① 实验l和实验2的不同之处在于温度的不同,所以实验l和实验2表明温度对反应速率有影响;对同一规律研究的实验还有一组是实验3和实验4,只是温度不同,其他均相同;通过分析表中数据,其他条件相同而二氧化硅的形状不同,反应速率也不同,所以本实验还研究了反应物的形状对反应速率的影响;
②实验5与实验3相比,只是二氧化硅的形状不同,其余条件均相同,反应物的表面积越大,反应速率越快,粉末状比小颗粒的表面积大,所以t1<120;二氧化硅的初始量是12.0g,平衡时的质量是7.0g,所以消耗5.0g,二氧化硅的转化率是5.0g/12.0g×100%=41.7%。
考点:考查盖斯定律的应用,对影响反应速率的条件的实验探究的分析判断

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:单选题

在CO跟O2的反应中,破坏1molCO中的化学键消耗的能量为A,破坏1molO=O键消耗的能量为B,形成1molC=O键释放的能量为C。则下列关系正确的是
A.2A+B>2C       B.2A+B>4C     C.2A + B < 2C      D.2A + B < 4C

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(11 分)(原创)能源是人类生存和发展的重要支柱,研究化学反应过程中的能量变化在能源紧缺的今天具有重要的理论意义,已知下列热化学方程式

 

H2(g)+ O2(g)= H2O(g) △H =﹣242kJ/mol;
 

2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(l) △H =﹣572kJ/mol;
 

C(s)+ O2(g)= CO(g) △H =﹣110.5kJ/moL;
 

C(s)+ O2(g)= CO2(g) △H =﹣393.5kJ/moL;
 

CO2(g)+ 2H2O(g)= CH4(g)+ 2O2(g)△H =" +" 802kJ/moL
化学键
O=O
C-C
H-H
O-O
C-O
O-H
C-H
 
键能kJ/mol
497
348
436
142
351
463
414
 
回答下列问题
(1)写出能表示H2燃烧热的热化学方程式                              
(2)已知C(s)+ H2O(g) H2(g)+ CO(g)△H =" ___________" kJ/moL;
(3)估算出C=O键能为           kJ/moL。
(4)CH4的燃烧热△H = — ___________ kJ/moL。
(5)25℃、101kPa下,某燃具中CH4的燃烧效率是90%(注:相当于10%的CH4未燃烧),水壶的热量利用率是70%,则用此燃具和水壶,烧开1L水所需要的CH4的物质的量为_________mol[保留到小数点后2位;已知:c (H2O)=4.2J/(g·℃) ]。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH="-99" kJ·mol-1

请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示_________、_________,E的大小对该反应的反应热有无影响?_________。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?_________,理由是__________________;
(2)图中ΔH=_________kJ·mol-1
(3)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒氧化物VO2;四价钒氧化物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式_____________________________;
(4)已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol-1,计算由S(s)生成3mol SO3(g)的ΔH_______(要求计算过程)。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(14 分) 一氧化碳被广泛应用于冶金工业和电子工业。
⑴高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法,相关反应的热化学方程式如下:
4CO(g)+Fe3O4(s)=4CO2(g)+3Fe(s)   △H="a" kJ·mol-1
CO(g)+3Fe2O3(s)=CO2(g)+2Fe3O4(s)   △H="b" kJ·mol-1
反应3CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s)的△H=     kJ·mol-1(用含a、b 的代数式表示)。
⑵电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到。
第一步:2CH3OH(g)HCOOCH3(g)+2H2(g)  △H>0
第二步:HCOOCH3(g)CH3OH(g) +CO(g)    △H>0
①第一步反应的机理可以用下图表示:

图中中间产物X的结构简式为     
②在工业生产中,为提高CO的产率,可采取的合理措施有     
⑶为进行相关研究,用CO还原高铝铁矿石,反应后固体物质的X—射线衍射谱图如图所示(X—射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。反应后混合物中的一种产物能与盐酸反应生产两种盐,该反应的离子方程式为     

⑷某催化剂样品(含Ni2O340%,其余为SiO2)通过还原、提纯两步获得镍单质:首先用CO将33.2 g样品在加热条件下还原为粗镍;然后在常温下使粗镍中的Ni与CO结合成Ni(CO)4(沸点43 ℃),并在180 ℃时使Ni(CO)4重新分解产生镍单质。
上述两步中消耗CO的物质的量之比为     
⑸为安全起见,工业生产中需对空气中的CO进行监测。
①粉红色的PdCl2溶液可以检验空气中少量的CO。若空气中含CO,则溶液中会产生黑色的Pd沉淀。每生成5.3gPd沉淀,反应转移电子数为     
②使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量,其结构如图所示。这种传感器利用原电池原理,则该电池的负极反应式为     

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(15分)碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关。
(1)在一恒温、恒容密闭容器中发生反应: Ni(s)+4CO(g)  Ni(CO)4(g),H<0。利用该反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。对该反应的说法正确的是           
(填字母编号)。

A.增加Ni的量可提高CO的转化率,Ni的转化率降低
B.缩小容器容积,平衡右移,H减小
C.反应达到平衡后,充入CO再次达到平衡时,CO的体积分数降低
D.当4vNi(CO)4=v(CO)时或容器中混合气体密度不变时,都可说明反应已达化学平衡状态
(2)CO与镍反应会造成镍催化剂中毒。为防止镍催化剂中毒,工业上常用SO2将CO氧化,二氧化硫转化为单质硫。
已知:C(s)+O2(g)==CO(g)  H= -Q1 kJ·mol-1
C(s)+ O2(g)==CO2(g)   H= -Q2 kJ·mol-1
S(s)+O2(g)==SO2(g)    H= -Q3 KJ·mol-1
则SO2(g)+2CO(g)==S(s)+2CO2(g)  H=         kJ·mol-1
(3)金属氧化物可被一氧化碳还原生成金属单质和二氧化碳。图(1)是四种金属氧化物(Cr2O3、SnO2、PbO2、Cu2O)被一氧化碳还原时与温度(t)的关系曲线图。
700oC时,其中最难被还原的金属氧化物是         (填化学式),用一氧化碳还原该金属氧化物时,若反应方程式系数为最简整数比,该反应的平衡常数(K)数值等于             。

(4)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理如上图(2)所示。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y,其电极反应式为              
若该燃料电池使用一段时间后,共收集到20mol Y,则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为       L。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(10分)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH="-99" kJ·mol-1

请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示_________、_________,E的大小对该反应的反应热有无影响?_________。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?_________,理由是__________________;
(2)图中ΔH=_________kJ·mol-1
(3)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒氧化物VO2;四价钒氧化物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式_____________________________;
(4)已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol-1,计算由S(s)生成3mol SO3(g)的ΔH_______(要求计算过程)。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(15分)为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量。有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要。
(1)在汽车排气管内安装催化转化器,可将汽车尾气中主要污染物转化为无毒的大气循环物质。
已知:①  N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ·mol-1
②C和CO的燃烧热(△H)分别为-393.5kJ·mol-1和-283kJ·mol-1
则2NO(g+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g))   △H=          kJ·mol-1
(2)将0.20 mol NO和0.10 mol CO充入一个容积为1L的密闭容器中,反应过程中物质浓度变化如图所示。

①CO在0-9min内的平均反应速率v(CO)=________mol(保留两位有效数字);第12 min时改变的反应条件可能为________。

A.升高温度 B.加入NO C.加催化剂 D.降低温度
②该反应在第24 min时达到平衡状态,CO2的体积分数为________(保留三位有效数字),化学平衡常数K=________(保留两位有效数字)。
(3)烟气中的SO2可用某浓度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液,且所得溶液呈中性,该溶液中c(Na)=________(用含硫微粒浓度的代数式表示)。
(4)通过人工光合作用能将水与燃煤产生的CO2转化成HCOOH和O2。已知常温下0.1 mol的HCOONa溶液pH =10,则HCOOH的电离常数=_________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

在一只小烧杯里,加入20 g Ba(OH)2·8H2O粉末,将小烧杯放在事先已滴有3~4滴水的玻璃片上,然后加入10 g NH4+Cl晶体,并用玻璃棒迅速搅拌。
(1)实验中玻璃棒的作用是             (该空2分)
(2)写出有关反应的化学方程式:           (该空2分,余下各空1分)
该反应属      反应(填基本反应类型)。
(3)实验中观察到的现象有       、        且反应混合物成糊状,反应混合物呈糊状的原因是       。
(4)通过      现象,说明该反应为      热反应,这是由于反应物的总能量      生成物的总能量。

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