金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质。在100kPa时，1mol石墨转化为金刚石，要吸收1.895kJ的能量。据此，试判断在100kPa压强下，下列说法正确 - 高中化学试题 - 超级试练试题库

题目

题型：不详难度：来源：

金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质。在100kPa时，1mol石墨转化为金刚石，要吸收1.895kJ的能量。据此，试判断在100kPa压强下，下列说法正确的是（　　）

A．石墨比金刚石稳定

B．金刚石比石墨石稳定

C．1mol石墨比1mol金刚石的总能量高

D．1mol石墨和金刚石完全燃烧时释放的能量石墨比金刚石多

答案

解析

试题分析：在100kPa时，1mol石墨转化为金刚石，要吸收1.895kJ的能量，所以石墨的能量较低，C错误；石墨比金刚石稳定，A正确；1mol石墨和金刚石完全燃烧时释放的能量石墨比金刚石少，D错误。

核心考点

试题【金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质。在100kPa时，1mol石墨转化为金刚石，要吸收1.895kJ的能量。据此，试判断在100kPa压强下，下列说法正确】；主要考察你对能量的相互转化等知识点的理解。[详细]

举一反三

下列反应中，属于吸热反应的是

A．活泼金属跟酸反应

B．制造水煤气

C．酸碱中和反应

D．镁条燃烧

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随着科学技术的进步，人们研制了多种甲醇质子交换膜燃料电池，以满足不同的需求。
（1）有一类甲醇质子交换膜燃料电池，需将甲醇蒸气转化为氢气，两种反应原理是
A、CH₃OH(g)＋H₂O(g)＝CO₂(g)＋3H₂(g)        ΔH＝＋49.0kJ/mol
B、CH₃OH(g)＋3/2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g)     ΔH＝－192.9kJ/mol
又知H₂O(l)＝H₂O(g) ΔH＝＋44 kJ/mol，请写出32g的CH₃OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式                                  。
（2）下图是某笔记本电脑用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为：2CH₃OH＋3O₂＝2CO₂＋4H₂O。则c电极是        （填“正极”或“负极”），
c电极上发生的电极反应式是                     。

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某市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM_2.5(直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM_2.5、SO₂、NO_x等进行研究具有重要意义。
请回答下列问题:
(1)将PM_2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:

离子	K⁺	Na⁺	N	S	N	Cl^-
浓度/mol·L^-1	4×10^-6	6×10^-6	2×10^-5	4×10^-5	3×10^-5	2×10^-5

根据表中数据判断PM_2.5的酸碱性为　　　　　　,试样的pH=　　　　　　　　。
(2)为减少SO₂的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H₂(g)+

O₂(g) H₂O(g) ΔH="-241.8" kJ·mol^-1①
C(s)+

O₂(g) CO(g)　            ΔH="-110.5" kJ·mol^-1②
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式:　                        。
②洗涤含SO₂的烟气。以下物质可作洗涤剂的是　　　　　　　　　　　。
a.Ca(OH)₂　　   b.Na₂CO₃　   　c.CaCl₂　  　d.NaHSO₃
(3)汽车尾气中NO_x和CO的生成及转化
①已知汽缸中生成NO的反应为:
N₂(g)+O₂(g)

2NO(g)　ΔH>0
若1 mol空气含0.8 mol N₂和0.2 mol O₂,1 300℃时在密闭容器内反应达到平衡,测得NO为8×10^-4mol。计算该温度下的平衡常数K=　　　　　　　　　。
汽车启动后,汽缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是　　　　　　　　　　　　　　                           　　。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:
2CO(g) 2C(s)+O₂(g)
已知该反应的ΔH>0,简述该设想能否实现的依据:
                                                                                                                             。
③目前,在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染,其化学反应方程式为　                                                。

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(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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（15分）二甲醚（DME）和甲醇是21世纪应用最广泛的两种清洁燃料，目前工业上均可由合成气在特定催化剂作用下制得。
（1）由合成气制备二甲醚的主要原理如下：
已知：①CO(g)＋2H₂(g)

CH₃OH(g) △H₁＝－90.7 kJ·mol^－1
②2CH₃OH(g)

CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g) △H₂＝－23.5 kJ·mol^－1
③CO(g)＋H₂O(g)

CO₂(g)＋H₂(g) △H₃＝－41.2 kJ·mol^－1
则反应3H₂(g)＋3CO(g)

CH₃OCH₃(g)＋CO₂(g)的△H＝ kJ·mol^-1。
（2）将合成气以n(H₂)/n(CO)=2通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：
4H₂(g)+2CO(g)

CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)，其中CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示：

①该反应的平衡常数表达式为；P₁、P₂、P₃由大到小的顺序为。
②若反应在P₃和316℃时，起始时n(H₂)/n(CO)=3，则达到平衡时，CO的转化率 50％（填“大于”、“小于”或“等于”)。
（3）由合成气合成甲醇的反应的温度与平衡常数（K）的关系如表数据，

250℃时，将2 molCO和6 molH₂充入2L的密闭容器中发生反应，反应时间与物质浓度的关系如图所示，则前10分钟内，氢气的平均反应速率为；若15分钟时，只改变温度一个条件，假设在20分钟时达到新平衡，氢气的转化率为33.3%，此时温度为（从上表中选），请在图中画出15—25分钟c (CH₃OH)的变化曲线。
（4）利用甲醇液相脱水也可制备二甲醚，原理是：CH₃OH +H₂SO₄→CH₃HSO₄+H₂O，CH₃HSO₄+CH₃OH→CH₃OCH₃+H₂SO₄。与合成气制备二甲醚比较，该工艺的优点是反应温度低，转化率高，其缺点是。

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