2018年高考化學練習及答案(8)
1.(1)如圖中反應的ΔH=________(用含E1、E2的代數(shù)式表示)。
(2)肼性質與氨氣相似,易溶于水,有如下反應過程:
N2H4+H2ON2H4·H2ON2H+OH-
、俪叵,某濃度N2H5Cl溶液的pH為5,則該溶液中由水電離產生的c(H+)=________。
②常溫下,0.2 mol·L-1N2H4溶液與0.1 mol·L-1HCl溶液等體積混合,混合溶液的pH>7,則溶液中c(N2H)________c(N2H4·H2O)。(填“>”、“=”或“<”)
(3)工業(yè)上可用肼(N2H4)與新制Cu(OH)2反應制備納米級Cu2O,同時放出N2,該反應的化學方程式為____________________________。向0.02 mol·L-1的硫酸銅溶液中逐滴滴加NaOH溶液制備Cu(OH)2,當pH=________時開始出現(xiàn)沉淀。(已知常溫下Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20)
(4)肼-雙氧水燃料電池由于其較高的能量密度而廣受關注,其工作原理如圖所示。請寫出電池正極的電極反應式__________________________________,電池工作過程中,A極區(qū)溶液的pH________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
解析:(1)反應物具有的能量大于生成物具有的能量,該反應為放熱反應,所以圖中反應的ΔH=-(E1-E2)kJ·mol-1。(2)①N2H4·H2O與NH3·H2O類似,為弱電解質,N2H5Cl溶液由于N2H水解呈酸性,N2H的水解促進水的電離,故由水電離產生的c(H+)=1×10-5mol·L-1。②兩溶液等體積混合,得到物質的量濃度相等的N2H4·H2O與N2H5Cl的混合溶液,溶液pH>7,呈堿性,說明N2H4·H2O的電離程度大于N2H的水解程度,故c(N2H)>c(N2H4·H2O)。(3)開始產生沉淀時,c(OH-)=mol·L-1=mol·L-1=10-9mol·L-1,則c(H+)=mol·L-1=10-5mol·L-1,pH=5。(4)燃料N2H4在負極放電,則H2O2在正極(B極)上發(fā)生還原反應:H2O2+2e-===2OH-。電極A為負極,N2H4發(fā)生氧化反應:N2H4-4e-+4OH-===N2↑+4H2O,A極區(qū)c(OH-)減小,pH減小。
答案:(1)-(E1-E2)kJ·mol-1
(2)①1×10-5mol·L-1 ②>
(3)N2H4+4Cu(OH)2===2Cu2O+N2↑+6H2O 5
(4)H2O2+2e-===2OH- 減小
2.天然氣、沼氣、瓦斯的主要成分是甲烷,近年來發(fā)現(xiàn)的可燃冰和頁巖氣中也富含甲烷。甲烷既是一種清潔的燃料,也是重要的化工原料。
(1)工業(yè)上以甲烷為原料生產氨氣的過程如下:甲烷→氫氣→氨氣。在甲烷→氫氣過程中,有關化學反應的能量變化如圖1所示。
反應①為________反應(填“吸熱”或“放熱”)。CH4(g)與H2O(g)反應生成CO(g)和H2(g)的熱化學方程式是______________________。
(2)用天然氣和二氧化碳反應也可制H2和CO,其反應原理為CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g),該反應的平衡常數(shù)表達式為__________________________。在密閉容器中通入物質的量濃度均為0.1 mol·L-1的CH4與CO2,在一定條件下發(fā)生反應,測得CH4的平衡轉化率與溫度及壓強的關系如圖2所示,則壓強p1________p2(填“大于”或“小于”);壓強為p2時,在y點:v(正)________v(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)以甲烷為燃料的新型電池,其成本大大低于以氫氣為燃料的傳統(tǒng)燃料電池。寫出CH4—KOH—O2燃料電池負極的電極反應式:______________________________。
解析:本題考查化學反應原理知識,意在考查考生運用所學知識分析解決社會熱點問題的能力。(1)反應①反應物能量低,生成物能量高,是吸熱反應。將反應①減去反應②得:CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH=+76.9 kJ·mol-1+41.2 kJ·mol-1=+118.1 kJ·mol-1。(2)從圖2中可以看出,溫度相同時,p1條件下CH4的轉化率高,對于該反應,壓強減小可使平衡正向移動,提高CH4的轉化率,故p1小于p2。壓強為p2時,y點在平衡線以下,應增大CH4的轉化率,使平衡正向移動才能達到平衡,故此時v(正)大于v(逆)。(3)CH4—KOH—O2燃料電池中,CH4在負極發(fā)生氧化反應生成CO2,堿性溶液中,CO2還會與OH-反應生成CO。
答案:(1)吸熱 CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH=+118.1 kJ·mol-1
(2)K= 小于 大于
(3)CH4-8e-+10OH-===CO+7H2O
3.蔗糖與濃硫酸的炭化實驗會產生大量的有刺激性氣味的氣體,會對環(huán)境造成污染。為此,某化學興趣小組設計了如下裝置進行實驗(夾持儀器略去),硬質玻璃管中①、②、③分別為CO檢測試紙(浸有氯化鈀溶液的試紙,遇CO變黑色)、滴有品紅溶液的濾紙、滴有酸性KMnO4溶液的濾紙,a和b分別為兩個小氣球。
操作步驟如下:
按圖示連接好儀器,先檢查裝置的氣密性,再裝好試劑,并向A瓶中的蔗糖上滴3~4滴蒸餾水,關閉活塞K,然后塞緊三頸燒瓶正上方瓶塞,并將濃硫酸逐滴加入至A瓶內,很快可觀察到A瓶內蔗糖變黑,體積膨脹,有白霧產生,氣球a鼓起,玻璃管中①號試紙由白色變黑色,②號和③號濾紙均褪色。
(1)圖中盛裝濃硫酸的儀器名稱為__________________。
(2)待反應結束后,點燃酒精燈并在②號和③號濾紙的玻璃管附近均勻加熱,觀察到的現(xiàn)象是______________________。
(3)打開活塞K,使三頸燒瓶內氣體緩慢通過B瓶和C瓶,一段時間之后,發(fā)現(xiàn)澄清石灰水變渾濁,但此現(xiàn)象并不能證明該反應生成了CO2。為了證明有CO2生成并簡化實驗裝置,可以在④號位置放上滴有________的濾紙(從以下試劑中選擇),如果觀察到__________________,則可證明反應生成了CO2;氣球b的作用為________。
A.品紅溶液 B.酸性高錳酸鉀溶液
C.溴水 D.澄清石灰水
(4)請用化學方程式表示蔗糖炭化后體積膨脹的原因:______________________________(反應生成的兩種碳的氧化物在相同條件下的體積比為1∶1,若是氧化還原反應,請用單線橋法在方程式上標明電子轉移的方向和數(shù)目)。
解析:本題是一道實驗探究題,主要考查考生吸收整合化學信息的能力以及分析問題和探究化學問題的能力。(1)盛裝濃硫酸的儀器為分液漏斗。(2)因為SO2與品紅作用生成不穩(wěn)定的無色物質,所以加熱時,濾紙②恢復紅色,但SO2與酸性KMnO4溶液發(fā)生了氧化還原反應,所以加熱時,濾紙③無變化。(3)要驗證CO2的存在,須排除SO2的干擾,所以要通過④號濾紙驗證B瓶已將SO2全部吸收,SO2能使品紅溶液、酸性高錳酸鉀溶液和溴水褪色,若SO2已被B瓶全部吸收,④號濾紙不會褪色。(4)蔗糖炭化后體積膨脹是因為生成的碳與濃硫酸發(fā)生以下反應:2C+3H2SO4(濃)CO↑+CO2↑+3SO2↑+3H2O。
答案:(1)分液漏斗
(2)濾紙②恢復紅色,濾紙③無變化
(3)ABC、芴枮V紙不變色,而澄清石灰水變渾濁 收集CO,以防其污染環(huán)境
(4)