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高二化学试题：化学反应及能量变化测评卷非选择题三

19．(8分)西气东输是西部大开发的重点工程，这里的气指天然气，其主要成分为甲烷。

(1)工业上将炭与水在高温下反应制得水煤气，水煤气的主要成分是CO和H2，它们的体积比约为1∶1。已知：

2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)H＝－566 kJ/mol

2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)H＝－572 kJ/mol

CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)H＝－890 kJ/mol

若不考虑水煤气中其他成分，相同状况下要获得相等的热量，所需甲烷与水煤气的体积比约为__________，它们燃烧生成的CO2的物质的量之比约为__________。以甲烷代替水煤气作民用燃气，其优点之一是__________。

(2)某化工生产中用甲烷和水蒸气反应得到CO和H2为主的混合气，这种混合气可用于生产甲醇或合成氨，对甲烷而言，有如下两个主要反应：

①CH4(g)＋1/2O2(g)===CO(g)＋2H2(g)H1＝－36 kJ/mol

②CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)H2＝＋216 kJ/mol

由反应①②推出总反应热为零的总反应方程式为________________________________；求进料气中空气(O2的体积分数为21%)与水蒸气的体积比为__________。

解析：(1)1 mol水煤气即CO和H2各0.5 mol，则知0.5 mol CO放热141.5 kJ,0.5 mol H2放热143 kJ，共放热284.5 kJ，而1 mol CH4放热890 kJ，即得1∶3(或569∶1 780)；根据CO～CO2的关系式，3 mol水煤气燃烧生成(0.53) mol CO2，根据CH4～CO2的关系式，1 mol CH4燃烧生成1 mol CO2，从而得到2∶3(或569∶890)。

(2)根据盖斯定律：n1H1＋n2H2＝H3＝0，所以有：

n2(n1)＝－H1(H2)＝－－36 kJ/mol(216 kJ/mol)＝6

总反应热为零的反应方程式为6①＋②，即

7CH4(g)＋3O2(g)＋H2O(g)===7CO(g)＋15H2(g)H3＝0

从方程式可知：进料气中V(O2)∶V[H2O(g)]＝3∶1，则

V(水蒸气)(V(空气))＝V[H2O(g)](V(O2)/0.21)＝1(3/0.21)＝14.3∶1。

以甲烷代替水煤气作民用燃气的优点是：燃烧值高(或用气量少；经济实惠；节省投资；减少碳氧化合物排放量；减少燃煤用量；有利于保护环境；提高使用安全性；使煤更多地得以综合利用)。

答案：(1)1∶3(或569∶1 780)2∶3(或569∶890)燃烧值高(2)7CH4(g)＋3O2(g)＋H2O(g)===7CO(g)＋15H2(g)H3＝014.3∶1

20．(8分)由甲、乙两人组成的实验小组，在同样的实验条件下，用同样的实验仪器和方法步骤进行两组中和热测定的实验，实验试剂及其用量如下表。

反应物	起始温度 T1/℃	终了温度 T2/℃	中和热 kJ/mol
①1.0mol/LHCl溶液50mL、1.1mol/LNaOH溶液50mL	13.0		H1
②1.0mol/LHCl溶液50mL、1.1mol/LNH3H2O溶液50mL	13.0		H2

(1)实验中碱液过量的目的是________________________。

(2)甲在实验之前预计H1＝H2，他的根据是_____________ _________________________；乙在实验之前预计H1H2，他的根据是__________________________________________。

(3)实验测得的温度是：①的起始温度13.0℃、终了温度19.8℃；②的起始温度13.0℃、终了温度19.3℃。设充分反应后溶液的比热容c＝4.18 J/(g℃)，忽略实验仪器的比热容，则H1＝__________；H2＝__________(已知溶液密度均为1 g/cm3)。

解析：(1)中和热的测定属于定量实验，发生反应的酸和碱必须有一方是过量的。在由两种或多种物质构成的化学反应中，欲使某一种物质完全反应，让其他物质过量是有效措施之一。

(2)在上表的信息中，除了NaOH和NH3H2O的碱性强弱程度不同外，其他都相同。

(3)H＝－mc(T2－T1)/n(H2O)，n(H2O)＝0.050 mol。

答案：(1)保证酸完全反应，减小实验误差

(2)①②中酸与碱的元数、物质的量浓度、溶液体积都相同NaOH是强碱，NH3H2O是弱碱

(3)－56.9 kJ/mol－52.7 kJ/mol

21．(9分)写出温度为298K时，下列反应的热化学方程式：

(1)3 mol NO2(g)与1 mol H2O(l)反应生成HNO3(aq)和NO(g)，放热138 kJ。

_______________________________________________________

(2)用CO还原1 mol Fe2O3，放热24.8 kJ。

_______________________________________________________

(3)1 mol HgO(s)分解为液态汞和氧气，吸热90.7 kJ。

_______________________________________________________

答案：(1)3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g)H＝－138 kJ/mol

(2)3CO(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3CO2(g)H＝－24.8 kJ/mol

(3)2HgO(s)===2Hg(l)＋O2(g)H＝＋181.4 kJ/mol

22．(6分)1 mol气态钠离子和1 mol气态氯离子结合生成1 mol氯化钠晶体释放出的热能为氯化钠晶体的晶格能。

(1)下列热化学方程式中，能直接表示出氯化钠晶体晶格能的是__________。

A．Na＋(g)＋Cl－(g)===NaCl(s)H

B．Na(s)＋2(1)Cl2(g)===NaCl(s)H1

C．Na(s)===Na(g)H2

D．Na(g)－e－===Na＋(g)H3

E.2(1)Cl2(g)===Cl(g)H4

F．Cl(g)＋e－===Cl－(g)H5

(2)写出H1与H、H2、H3、H4、H5之间的关系式

_______________________________________________________

答案：(1)A

(2)H1＝H＋H2＋H3＋H4＋H5

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