Question

【題目】按下面各個小題的要求填空

(1)有下列各組物質，將符合下方描述的組合對應的字母填在橫線上

A.O2和O3 B.12C和13C C.甲烷和庚烷D.CH3CH2CH2CH3和 E. 和

a.____________組兩物質互為同位素。

b.____________組兩物質互為同素異形體。

c.____________組兩物質屬于同系物。

d. ____________組兩物質互為同分異構體。

(2)(1)①P4(s，白磷)+5O2(g)=P4O10(s) △H1=2983.2kJ/mol

②P(s，紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)，△H=738.5kJ/mol

根據上述信息，寫出白磷轉化為紅磷的熱化學方程式________.

(3)已知C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃燒熱分別是1141kJ/mol和1366.8kJ/mol，寫出C2H4(g)和H2O(l)反應生成C2H5OH(l)的熱化學方程式：_______。

(4)某研究性學習小組利用硝酸和廢銅屑(含Cu和CuO)作為原料制備硝酸銅。某次實驗使用了廢銅屑共24g，用一定濃度的硝酸100mL完全溶解這些廢銅屑時，共收集到標準狀況下氣體6.72L(其中NO2和NO的體積比為2:1)。請通過計算回答下列問題：

①廢銅屑中銅和氧化銅的物質的量之比___________。

②反應后得到的溶液中H+的濃度為1.0mol/L，求原硝酸的物質的量濃度。(假設反應前后溶液的體積不變)_____________

Answer 1

【答案】B A C D P4(白磷，s)=4P(紅磷，s) ΔH=-29.2kJ/mol C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l) ΔH=-44.2kJ/mol 5:2 11mol/L

【解析】

(1)根據同系物、同分異構體、同位素、同素異形體的定義分析判斷；

(2)根據蓋斯定律可以計算化學反應的焓變，進而書寫熱化學方程式；

(3)根據燃燒熱寫出熱化學方程式，再利用蓋斯定律來計算C2H4(g)和H2O(l)反應生成C2H5OH(l)的反應熱，以此來書寫熱化學方程式；

(4)①根據氣體的體積計算出氣體的物質的量，進而計算NO2和NO的物質的量，再求出轉移的電子，最后根據得失電子守恒計算出n(Cu)，進而確定n(CuO)；②反應后溶液中存在硝酸、硝酸銅，結合N原子守恒計算。

(1)A、氧氣和臭氧是氧元素的不同單質，是同素異形體；B、12C和13C都是碳元素的不同原子，是同位素；C、甲烷和庚烷是結構相似，在分子組成上相差若干個CH2原子團，互稱同系物；D、丁烷和2-甲基丙烷的分子式相同，但結構不同，是同分異構體；E、二氯甲烷為四面體結構，所以二氯甲烷只有一種，故兩物質是同一物質；故答案為：B；A；C；D；

(2)①P4(s，白磷)+5O2(g)=P4O10(s)，△H1=-2983.2kJ/mol ，②P(s，紅磷)+O2(g)=P4O10(s)，△H=-738.5kJ/mol，根據蓋斯定律，①-②×4得到熱化學方程式為：P4(s，白磷)=4P(s，紅磷) △H=-2983.2kJ/mol-(-738.5×4)kJmol-1=-29.2kJ/mol，故答案為：P4(s，白磷)=4P(s，紅磷)△H=-29.2kJ/mol；

(3)25℃、101kPa下，C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃燒熱分別是1411.0kJmol-1和1366.8kJmol-1，則①C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H=-1411.0kJmol-1，②C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.8kJmol-1，由蓋斯定律可知，①-②可得反應C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l) △H=-1411.0kJmol-1-(-1366.8kJmol-1)=-44.2 kJmol-1，故答案為：C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l)△H=-44.2 kJmol-1；

(4)①標準狀況下的氣體6.72L的物質的量==0.3mol，其中NO2和NO的體積比為2∶1，則n(NO)=0.1mol，n(NO2)=0.2mol，則硝酸得到的電子物質的量為0.1mol×(5-2)+0.2mol×(5-4)=0.5mol，由得失電子守恒可知n(Cu)==0.25mol，則n(CuO)==0.1mol，則廢銅屑中銅和氧化銅的物質的量之比為0.25mol∶0.1mol=5∶2，故答案為：5∶2；

②若反應后的溶液中H+的濃度為1molL-1，則溶液中存在硝酸、硝酸銅，由N原子守恒可知原硝酸溶液中n(HNO3)=n(H+)+2n[Cu(NO3)2]+n(NO2)+n(NO) =0.1L×1mol/L+2×0.35mol+0.1mol+0.2mol=1.1mol，則原硝酸的物質的量濃度為=11molL-1，故答案為：11molL-1。