1.C 提示:中和熱專指生成1 mol水時所對應(yīng)的熱量,而A 項除生成2 mol H2O(l)外,還有生成BaSO4(s)的熱效應(yīng)。B 項,應(yīng)生成H2O(l)。D 項,辛烷應(yīng)為1 mol。

2.D 提示:首先,依據(jù)蓋斯定律對已知熱化學(xué)方程式進(jìn)行加合,可得到一個含有常見化學(xué)鍵斷裂和形成的熱化學(xué)方程式。其次,由分子結(jié)構(gòu)可知其所含共價鍵類型及個數(shù)。第三,化學(xué)反應(yīng)的焓變=反應(yīng)物中總鍵能-生成物中總鍵能。根據(jù)蓋斯定律,由①-②=(a+110) kJ·mol-1,由H—O—H--→及鍵能與反應(yīng)熱關(guān)系可知,

3.B

4.D

5.C 提示:電解法制備高純度的鎳時,粗鎳作為陽極,陽極電極反應(yīng)依次為Zn-2e-══Zn2+、Fe-2e-══Fe2+、Ni-2e-══Ni2+,A 項錯誤;在電解過程中,陽極Zn、Fe、Ni溶解,Cu、Pt沉積到電解槽底部,陰極只析出Ni,兩極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等,但陽極的質(zhì)量減少量與陰極的質(zhì)量增加量不相等,B項錯誤。電解后,溶液中存在的金屬陽離子除Fe2+、Zn2+外,還有Ni2+,D 項錯誤。由于Cu和Pt的還原性比Ni的弱,無法失去電子,便以沉淀的形式沉積于電解槽底部,形成陽極泥,所以C項正確。

6.A 提示:由外電路直流電源知,a、c為陰極,b、d為陽極。由電解規(guī)律可知,a極上析出Cu,b極上析出Cl2,c極上析出Ag,d極上析出O2。由電子守恒可知,2e-～Cu～Cl2～,所以a、b、c、d四個電極上所析出物質(zhì)的物質(zhì)的量之比應(yīng)為2∶2∶4∶1。

7.B 提示:反應(yīng)①的平衡常數(shù)K=題干已知容器體積為2 L,達(dá)到平衡狀態(tài)后O2為9 mol,N2O3為c(N2O5)。假設(shè)反應(yīng)②生成c(O2)為xmol·L-1。那么,反應(yīng)②消耗c(N2O3)xmol·L-1,反應(yīng)①生成的c(O2)為(4.5-x)mol·L-1,反應(yīng)①生成c(N2O3)為(1.7+x)mol·L-1。

1.7+x=4.5-x,解得x=1.4。

消耗c(N2O5)=1.7 mol·L-1+1.4 mol-1=3.1 mol·L-1,平衡時c(N2O5)=4 mol·L-1-3.1 mol·L-1=0.9 mol·L-1,則反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)

8.C 提示:因甲烷燃料電池的電解質(zhì)為KOH 溶液,生成的CO2還要與KOH 反應(yīng)生成K2CO3,依據(jù)零價法可得負(fù)極反應(yīng)式為,所以A 項正確。又知在堿性環(huán)境中的正極反應(yīng)式為O2+2H2O +4e-══4OH-,所以B 項正確。讓兩極電子轉(zhuǎn)移相等再相加,可得總反應(yīng)式為3H2O,從總反應(yīng)式可以看出,總體消耗OH-,故電解質(zhì)溶液的堿性減小,C 項錯誤。根據(jù)能量轉(zhuǎn)化規(guī)律,燃燒時產(chǎn)生的熱能是不可能全部轉(zhuǎn)化為功的,能量利用率不高,而電能轉(zhuǎn)化為功的效率要大得多,D 項正確。

9.C 提示:要產(chǎn)生AgCl沉淀,c(Ag+)10-8mol·L-1;要產(chǎn)生AgBr沉淀,c(Ag+)要產(chǎn)生 Ag2CrO4沉淀,需c2(Ag+)·3.0×10-5mol·L-1;顯然沉淀的順序為Br-、Cl-、CrO2-4。

10.B 提示:溶液中Fe3+恰好沉淀完全時,10-11mol·L-1,pH=3;溶液中Al3+恰好沉淀完全時,c(OH-)=1×10-9mol·L-1,pH =5。故當(dāng)溶液中Fe3+和Al3+沉淀完全時,調(diào)節(jié)溶液的pH 應(yīng)略大于5。

11.(1)2CH3OH +3O2══2CO2+4H2O

(2)3O2+12H++12e-══6H2O 2CH3OH+2H2O-12e-══2CO2↑+12H+

(3)正 負(fù)

(4)對空氣的污染較小

提示:因該燃料電池電解質(zhì)溶液為稀硫酸,所以總反應(yīng)方程式是2CH3OH+3O2══2CO2+4H2O。按燃料電池正極反應(yīng)式的書寫規(guī)則知,在稀硫酸中,其正極反應(yīng)式為3O2+12H++12e-══6H2O,然后在電子守恒的基礎(chǔ)上利用總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式即得負(fù)極反應(yīng)式:2CH3OH+2H2O-12e-══2CO2↑+12H+。由原電池原理知負(fù)極失電子后經(jīng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到正極,所以正極上富集電子,根據(jù)電性關(guān)系知陽離子向正極移動,陰離子向負(fù)極移動。故H+離子向正極移動,向外電路釋放電子的電極是負(fù)極。

12.(1)2C4H10+13O2══8CO2+10H2O

(3)CO2負(fù)

提示:由于電解質(zhì)為熔融的K2CO3,且不含O2-和,生成的CO2不會與反應(yīng)生成的,故該燃料電池的總反應(yīng)式為 2C4H10+13O2══8CO2+10H2O。按燃料電池正極反應(yīng)式的書寫規(guī)則知,在熔融碳酸鹽環(huán)境中,其正極反應(yīng)式為O2+2CO2。通入丁烷的一極為負(fù)極,其電極反應(yīng)式可利用總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式求得,應(yīng)為34CO2+10H2O。從上述電極反應(yīng)式可看出,要使該電池的電解質(zhì)組成保持穩(wěn)定,在通入的空氣中應(yīng)加入CO2,它從負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物中來。

13.(1)1.8×10-7mol·L-1(2)2(3)否

提示:(1)反應(yīng)前,n(Ag+)=0.018 mol·L-1×0.05 L=0.9×10-3mol,n(Cl-)=0.020 mol·L-1×0.05 L=1×10-3mol;反應(yīng)后剩余的 Cl-為0.1×10-3mol,則混合溶液中,c(Cl-)=1.0×1.8×10-7mol·L-1。

(2)H+沒有參與反應(yīng),完全沉淀后,c(H+)=0.010 mol·L-1,pH=2。

(3)因為加入的鹽酸中,c(Cl-)和反應(yīng)后所得溶液中的c(Cl-)相同,c(Cl-)沒有改變,c(Ag+)變小,所以Qc=c(Ag+)·c(Cl-)

14.(1)①-223 1.2×1014

②碳氯化反應(yīng)是氣體分子總數(shù)增加且放熱的自發(fā)過程,直接氯化是體系氣體分子總數(shù)不變、且吸熱ΔH>0的非自發(fā)過程,因此碳氯化反應(yīng)趨勢遠(yuǎn)大于直接氯化反應(yīng)

③向左 變小

(2)①7.2×105

②選擇更高溫度為了加快反應(yīng)速率,單位時間內(nèi)得到更多的TiCl4產(chǎn)品

(3)將固體粉碎后混合,同時鼓入Cl2,使固體粉末“沸騰”,以增大固體的接觸面積

提示:(1)①目標(biāo)反應(yīng)=反應(yīng)ⅱ-反應(yīng)ⅰ,因此ΔH=ΔH2-ΔH1= -51 kJ·mol-1-172 kJ·mol-1=-223 kJ·mol-1。Kp=

②ΔG是自發(fā)反應(yīng)的第一判據(jù),ΔG=ΔH-TΔS。碳氯化反應(yīng)是氣體分子總數(shù)增加、放熱的過程,ΔG<0,因此碳氯化反應(yīng)是自發(fā)過程。直接氯化的體系氣體分子總數(shù)不變,且吸熱,ΔG>0,因此碳氯化反應(yīng)趨勢遠(yuǎn)大于直接氯化反應(yīng)。

③碳氯化反應(yīng)是氣體分子總數(shù)增多的放熱反應(yīng),因此增大壓強(qiáng),平衡向氣體分子總數(shù)減少的方向移動,升高溫度,平衡向左移動,平衡轉(zhuǎn)化率變小。

(2)①根據(jù)圖像,1 400 ℃時,Kp==7.2×105Pa。

②在實際工業(yè)生產(chǎn)中,反應(yīng)條件的選擇要在反應(yīng)速率和平衡轉(zhuǎn)化率之間做綜合考慮,因此為了加快反應(yīng)速率,單位時間內(nèi)得到更多的TiCl4產(chǎn)品,選擇更高溫度。

(3)固體顆粒越小,比表面積越大,反應(yīng)接觸面積越大,因此將兩者粉碎后混合,同時鼓入Cl2,使固體粉末“沸騰”,可達(dá)到增大接觸面積的目的。

15.(1)+170

(2)步驟簡單;副產(chǎn)物氫氣可作燃料,產(chǎn)物易分離 能耗高

(4)①越大 恒溫恒容條件下,充惰性氣體會造成分壓減小,促使平衡2H2S(g)══2H2(g)+S2(g) 正向移動。n(H2S)∶n(Ar)越小,即H2S 的分壓越小,平衡正向移動程度越大,H2S平衡轉(zhuǎn)化率越大

②d 24.9

(2)根據(jù)題目可知克勞斯法步驟多,需控制氧氣和硫化氫的比例,從熱效應(yīng)角度來看是放熱反應(yīng);熱分解法步驟簡單,生成的產(chǎn)物為氫氣和硫蒸氣,冷凝后易分離出硫單質(zhì),從熱效應(yīng)角度來看是吸熱反應(yīng)。

(3)設(shè)初始時加入2amol H2S,8amol Ar,轉(zhuǎn)化2xmol H2S,根據(jù)題意有:

根據(jù)平衡時H2S 與H2的分壓相等,可知n(H2S)=n(H2),即2a-2x=2x,得x=0.5a,因此,H2S平衡轉(zhuǎn)化率100%=50%。

平衡時,由以上分析知n(H2S)=amol,n(H2)=amol,n(S2)=0.5amol,n(Ar)=8amol?？倸怏w物質(zhì)的量n總=10.5amol。由分壓公式知,因此代入知n(H2)=amol可知,Kp=p(S2)

(4)①結(jié)合勒夏特列原理,壓強(qiáng)減小,平衡將向氣體分子系數(shù)之和增大的方向移動,因此,恒溫恒容條件下充惰性氣體會造成分壓減小,促使平衡2H2S(g)══2H2(g)+S2(g)正向移動。n(H2S)∶n(Ar)越小,即H2S 的分壓越小,平衡正向移動程度越大,H2S平衡轉(zhuǎn)化率越大。

②結(jié)合①中結(jié)論可知,恒溫恒容條件下,n(H2S)∶n(Ar)越小,H2S平衡轉(zhuǎn)化率越大。因此a、b、c、d、e依次對應(yīng)n(H2S)∶n(Ar)為4∶1、1∶1、1∶4、1∶9、1∶19 的H2S-Ar混合氣。

0～0.1s,α(H2S)=24%,設(shè)初始投入amol H2S和9amol Ar,根據(jù)題意有:

0.1 s時氣體的總物質(zhì)的量n總=(0.76a+0.24a+0.12a+9a) mol=10.12amol。

0 s 時,p(H2S)10 kPa;0.1 s 時,p(H2S)=100 kPa=7.51 kPa。因此0～0.1 s,H2S分壓的平均變 化 率 為24.9 kPa·s-1。