广东省2021高考化学一轮复习专题五化学反应中的能量变化精练含解析

广东省2021高考化学一轮复习专题五化学反应中的能量变化精练含解析

专题五　化学反应中的能量变化 ‎【考情探究】‎ 课 标 解 读 考点 化学反应中的热效应及热化学方程式 盖斯定律及反应热的计算 解读 ‎1.了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式 ‎2.了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念 ‎3.了解能源是人类生存与社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用 ‎4.了解热化学方程式的含义,能正确书写热化学方程式 理解盖斯定律,并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算 考情分析 反应热的计算已成为近几年高考的必考内容,常与化学反应速率和化学平衡的知识结合,以工艺流程为载体,出现在27或28题进行考查,分值一般为2~4分。考查内容均与盖斯定律有关,题目的综合难度虽然较大,但涉及本专题的内容比较容易。随着能源问题的日益突出,对本专题的考查仍将维持较高的热度 备考指导 热化学方程式的书写及反应热的计算主要在化学反应原理综合大题中考查,是变化观念与平衡思想学科核心素养的基本载体,要认识化学变化的本质特征是有新物质生成,并伴有能量变化,且参加反应物质的物质的量和反应热成正比关系 - 24 -‎ ‎【真题探秘】‎ 基础篇 固本夯基 ‎【基础集训】‎ 考点一　化学反应中的热效应及热化学方程式 ‎1.下列有关化学反应与能量变化的说法正确的是(　　)‎ A.如图所示的化学反应中,反应物的键能之和大于生成物的键能之和 B.相同条件下,氢气和氧气反应生成液态水比生成等量的气态水放出的热量少 C.金刚石在一定条件下转化成石墨能量变化如图所示,热化学方程式为C(s,金刚石) C(s,石墨)　ΔH=-(E2-E3)kJ·mol-1‎ D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)能量变化如图所示,在光照和点燃条件下的ΔH相同 答案　D - 24 -‎ ‎2.工业生产水煤气的反应为C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH=+131.4 kJ/mol,下列判断正确的是(　　)‎ A.反应物能量总和大于生成物能量总和 B.CO(g)+H2(g) C(s)+H2O(l)　ΔH=-131.4 kJ/mol C.生产水煤气反应中生成1 mol H2(g)吸收131.4 kJ热量 D.生产水煤气反应中生成1体积CO(g)吸收131.4 kJ热量 答案　C ‎3.已知断开1 mol H2(g)中H—H键需要吸收436 kJ能量。根据能量变化示意图,下列说法或热化学方程式不正确的是(　　)‎ A.断开1 mol HCl(g)中的H—Cl键要吸收432 kJ能量 B.生成1 mol Cl2(g)中的Cl—Cl键放出243 kJ能量 C.H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)　ΔH=-864 kJ·mol-1‎ D.HCl(g) ‎1‎‎2‎H2(g)+‎1‎‎2‎Cl2(g)　ΔH=+92.5 kJ·mol-1‎ 答案　C ‎4.下列说法正确的是(　　)‎ A.已知C(石墨,s)C(金刚石,s)　ΔH>0,则金刚石比石墨稳定 B.已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则稀硫酸溶液和稀Ba(OH)2溶液反应的反应热ΔH=-114.6 kJ·mol-1‎ C.常温下,反应C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH<0‎ D.已知H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)　ΔH1=-a kJ·mol-1,H2(g)+Cl2(g)2HCl(l)　ΔH2=-b kJ·mol-1,则aMgBr2>MgCl2>MgF2‎ C.工业上可电解MgCl2溶液冶炼金属镁,该过程需吸收热量 D.金属镁和卤素单质(X2)的反应能自发进行是因为ΔH均小于零 答案　D ‎10.研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。‎ ‎(1)处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知:‎ ‎①CO(g)+‎1‎‎2‎O2(g) CO2(g)　ΔH=-283.0 kJ·mol-1‎ ‎②S(s)+O2(g) SO2(g)　ΔH=-296.0 kJ·mol-1‎ 此反应的热化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)氮氧化物是引起光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知:CO(g)+NO2(g) NO(g)+CO2(g)　ΔH=‎ ‎-a kJ·mol-1(a>0)‎ ‎2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g)　ΔH=-b kJ·mol-1(b>0)‎ - 24 -‎ 若用标准状况下3.36 L CO(g)还原NO2(g)至N2(g)(CO完全反应)的整个过程中转移的电子数为　　　,放出的热量为　　　　　　　kJ(用含a和b的代数式表示)。 ‎ ‎(3)用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如:‎ CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH1=-574 kJ·mol-1……Ⅰ CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)‎ ΔH2……Ⅱ 若1 mol CH4(g)还原NO2(g)至N2(g),整个过程中放出的热量为867 kJ,则ΔH2=　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)2CO(g)+SO2(g) S(s)+2CO2(g)　ΔH=-270.0 kJ·mol-1‎ ‎(2)0.3NA　3(2a+b)/80‎ ‎(3)-1 160 kJ·mol-1‎ 综合篇 知能转换 ‎【综合集训】‎ ‎1.(2019金华十校模拟,21)室温下,CuSO4(s)和CuSO4·5H2O(s)溶于水及CuSO4·5H2O(s)受热分解的能量变化如图所示,下列说法不正确的是(　　)‎ A.ΔH1=ΔH2+ΔH3‎ B.ΔH3>ΔH2‎ C.将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高 D.将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低 答案　A ‎2.(2017湖南六校联考,13)已知:C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH1,CO2(g)+C(s) 2CO(g)　ΔH2,2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)　ΔH3,4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s)　ΔH4,3CO(g)+Fe2O3(s) 3CO2(g)+2Fe(s)　ΔH5。下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　)‎ A.2ΔH1>ΔH3 B.ΔH3=ΔH4+ΔH5‎ C.ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.ΔH2<0,ΔH4<0‎ 答案　C - 24 -‎ ‎3.(2019山东临沂一模,11)Li/Li2O体系的能量循环图如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A.ΔH3<0‎ B.ΔH3+ΔH4+ΔH5=ΔH6‎ C.ΔH6>ΔH5‎ D.ΔHl+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0‎ 答案　C 应用篇 知行合一 ‎【应用集训】‎ ‎1.(2019北京石景山期末,11)已知:2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)　ΔH=+571.0 kJ/mol。以太阳能为热源分解Fe3O4,经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下:‎ 过程Ⅰ:2Fe3O4(s) 6FeO(s)+O2(g)　ΔH=+313.2 kJ/mol 过程Ⅱ:……‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A.过程Ⅰ中每消耗232 g Fe3O4转移2 mol电子 B.过程 Ⅱ 热化学方程式为3FeO(s)+H2O(l) H2(g)+Fe3O4(s)　ΔH=+128.9 kJ/mol C.过程Ⅰ、Ⅱ中能量转化的形式依次是:太阳能→化学能→热能 D.铁氧化合物循环分解水制H2具有成本低、产物易分离等优点 答案　C ‎2.(2019湖南岳阳一模,9)研究表明CO与N2O在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示,两步反应分别为①N2O+Fe+ N2+FeO+(慢)、②FeO++CO CO2+Fe+(快)。下列说法正确的是(　　)‎ - 24 -‎ A.反应①是氧化还原反应,反应②是非氧化还原反应 B.两步反应均为放热反应,总反应的化学反应速率由反应②决定 C.Fe+使反应的活化能减小,FeO+是中间产物 D.若转移1 mol电子,则消耗11.2 L N2O 答案　C ‎3.(2019山东淄博、滨州一模,28)国家实施“青山绿水工程”,大力研究脱硝和脱硫技术。‎ ‎(1)H2在催化剂作用下可将NO还原为N2。如图是该反应生成1 mol水蒸气的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应历程如下:‎ 反应Ⅰ:2NO(g) N2O2(g)(快)　ΔH1<0‎ v1正=k1正·c2(NO)、v1逆=k1逆·c(N2O2);‎ 反应Ⅱ:N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g)(慢)　ΔH2<0v2正=k2正·c(N2O2)·c(O2)、v2逆=k2逆·c2(NO2);‎ ‎①一定条件下,反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)达到平衡状态,平衡常数K=　　　　　　(用含k1正、k1逆、k2正、k2逆的代数式表示)。 ‎ 反应Ⅰ的活化能EⅠ　　　反应Ⅱ的活化能EⅡ(填“>”“<”或“=”)。 ‎ ‎②已知反应速率常数K随温度升高而增大,则升高温度后k2正增大的倍数　　　　k2逆增大的倍数(填“大于”“小于”或“等于”)。 ‎ ‎(3)我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展,利用如图装置可发生反应:H2S+O2 H2O2+S↓。‎ - 24 -‎ ‎①装置中H+向　　　　池迁移。 ‎ ‎②乙池溶液中发生反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)废水处理时,通H2S(或加S2-)能使某些金属离子生成极难溶的硫化物而除去。25 ℃,某废液中c(Mn2+)=0.02 mol·L-1,调节废液的pH使Mn2+开始沉淀为MnS时,废液中c(H2S)=0.1 mol·L-1,此时pH约为　　　　。[已知:Ksp(MnS)=5.0×10-14,H2S的电离常数K1=1.5×10-7,K2=6.0×10-15,lg 6=0.8] ‎ 答案　(1)2H2(g)+2NO(g) N2(g)+2H2O(g)　ΔH=2(E1-E2) kJ·mol-1[或H2(g)+NO(g) 1/2N2(g)+H2O(g)　ΔH=(E1-E2)kJ·mol-1]‎ ‎(2)①k‎1正‎·‎k‎2正k‎1逆‎·‎k‎2逆　<　②小于　(3)①甲　②H2S+I‎3‎‎-‎ 3I-+S↓+2H+　(4)5.2‎ ‎【五年高考】‎ 考点一　化学反应中的热效应及热化学方程式 ‎1.(2019江苏单科,11,4分)氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是(　　)‎ A.一定温度下,反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)能自发进行,该反应的ΔH<0‎ B.氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e- 4OH-‎ C.常温常压下,氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2,转移电子的数目为6.02×1023‎ D.反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)的ΔH可通过下式估算:ΔH=反应中形成新共价键的键能之和-反应中断裂旧共价键的键能之和 答案　A ‎2.(2018江苏单科,10,2分)下列说法正确的是(　　)‎ A.氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能 B.反应4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s)常温下可自发进行,该反应为吸热反应 C.3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH3,转移电子的数目小于6×6.02×1023‎ D.在酶催化淀粉水解反应中,温度越高淀粉水解速率越快 - 24 -‎ 答案　C ‎3.(2018北京理综,7,6分)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%‎ B.CH4→CH3COOH过程中,有C—H键发生断裂 C.①→②放出能量并形成了C—C键 D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 答案　D ‎4.(2015课标Ⅱ,27,14分)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:‎ ‎①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH1‎ ‎②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH2‎ ‎③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH3‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下:‎ 化学键 H—H C—O CO H—O C—H E/(kJ·mol-1)‎ ‎436‎ ‎343‎ ‎1 076‎ ‎465‎ ‎413‎ 由此计算ΔH1=　　　　kJ·mol-1;已知ΔH2=-58 kJ·mol-1,则ΔH3=　　　　kJ·mol-1。 ‎ ‎(2)反应①的化学平衡常数K表达式为　　　　　　　　;图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为　　　　(填曲线标记字母),其判断理由是　 　　　　　　　　　　　　　　 　　。 ‎ - 24 -‎ 图1　　　　　　　　　　　　　图2　　‎ ‎(3)合成气组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时,体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随温度升高而　　　　(填“增大”或“减小”),其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;图2中的压强由大到小为　　　　,其判断理由是　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)-99　+41(每空2分,共4分)‎ ‎(2)K=c(CH‎3‎OH)‎c(CO)·c‎2‎(H‎2‎)‎[或Kp=p(CH‎3‎OH)‎p(CO)·p‎2‎(H‎2‎)‎](1分)‎ a　反应①为放热反应,平衡常数数值应随温度升高变小(每空1分,共2分)‎ ‎(3)减小　升高温度时,反应①为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;反应③为吸热反应,平衡向右移动,又使产生CO的量增大;总结果,随温度升高,使CO的转化率降低(1分,2分,共3分)‎ p3>p2>p1　相同温度下,由于反应①为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率;而反应③为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响。故增大压强时,有利于CO的转化率升高(每空2分,共4分)‎ 考点二　盖斯定律及反应热的计算 ‎5.(2019海南单科,5,2分)根据图中的能量关系,可求得C—H的键能为(　　)‎ A.414 kJ· mol -1 B.377 kJ· mol -1‎ C.235 kJ· mol -1 D.197 kJ· mol -1‎ 答案　A ‎6.(2019浙江4月选考,23,2分)MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg):‎ 已知:离子电荷相同时,半径越小,离子键越强。下列说法不正确的是(　　)‎ A.ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0‎ - 24 -‎ B.ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0‎ C.ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)‎ D.对于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3‎ 答案　C ‎7.(2017江苏单科,8,2分)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是(　　)‎ ‎①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH1=a kJ·mol-1‎ ‎②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH2=b kJ·mol-1‎ ‎③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)‎ ΔH3=c kJ·mol-1‎ ‎④2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH4=d kJ·mol-1‎ A.反应①、②为反应③提供原料气 B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一 C.反应CH3OH(g)‎1‎‎2‎CH3OCH3(g)+‎1‎‎2‎H2O(l)的ΔH=d‎2‎kJ·mol-1‎ D.反应2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d)kJ·mol-1‎ 答案　C ‎8.(2016江苏单科,8,2分)通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是(　　)‎ ‎①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)　ΔH1=571.6 kJ·mol-1‎ ‎②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH2=131.3 kJ·mol-1‎ ‎③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　ΔH3=206.1 kJ·mol-1‎ A.反应①中电能转化为化学能 B.反应②为放热反应 C.反应③使用催化剂,ΔH3减小 D.反应CH4(g) C(s)+2H2(g)的ΔH=74.8 kJ·mol-1‎ 答案　D ‎9.(2019天津理综,10,14分)多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。‎ - 24 -‎ 回答下列问题:‎ Ⅰ.硅粉与HCl在300 ℃时反应生成1 mol SiHCl3气体和H2,放出225 kJ热量,该反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。SiHCl3的电子式为　　　　　　。 ‎ Ⅱ.将SiCl4氢化为SiHCl3有三种方法,对应的反应依次为:‎ ‎①SiCl4(g)+H2(g) SiHCl3(g)+HCl(g)　ΔH1>0‎ ‎②3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s) 4SiHCl3(g)　ΔH2<0‎ ‎③2SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g) 3SiHCl3(g)　ΔH3‎ ‎(1)氢化过程中所需的高纯度H2可用惰性电极电解KOH溶液制备,写出产生H2的电极名称　　　　(填“阳极”或“阴极”),该电极反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)已知体系自由能变ΔG=ΔH-TΔS,ΔG<0时反应自发进行。三个氢化反应的ΔG与温度的关系如图1所示,可知:反应①能自发进行的最低温度是　　　　;相同温度下,反应②比反应①的ΔG小,主要原因是　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)不同温度下反应②中SiCl4转化率如图2所示。下列叙述正确的是　　　　(填序号)。 ‎ a.B点:v正>v逆 b.v正:A点>E点 c.反应适宜温度:480~520 ℃‎ ‎(4)反应③的ΔH3=　　　　(用ΔH1,ΔH2表示)。温度升高,反应③的平衡常数K　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 ‎ ‎(5)由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除SiCl4、SiHCl3和Si外,还有　　　　(填分子式)。 ‎ - 24 -‎ 答案　(14分)Ⅰ.Si(s)+3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g) ΔH=-225 kJ·mol-1　 ‎ Ⅱ.(1)阴极　2H2O+2e- H2↑+2OH-或2H++2e- H2↑‎ ‎(2)1 000 ℃　ΔH2<ΔH1导致反应②的ΔG小 ‎(3)a、c ‎(4)ΔH2-ΔH1　减小 ‎(5)HCl、H2‎ ‎10.(2017课标Ⅰ,28,14分)近期发现,H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题:‎ ‎(1)下列事实中,不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是　　　　　(填标号)。 ‎ A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以 B.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸 C.0.10 mol·L-1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1‎ D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸 ‎(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。‎ 通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,制得等量H2所需能量较少的是　　　　　。 ‎ ‎(3)H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g) COS(g)+H2O(g)。在610 K时,将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。‎ ‎①H2S的平衡转化率α1=　　　　　　%,反应平衡常数K=　　　　　。 ‎ ‎②在620 K重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率α2　　　α1,该反应的ΔH　　　0。(填“>”“<”或“=”) ‎ ‎③向反应器中再分别充入下列气体,能使H2S转化率增大的是　　　　　(填标号)。 ‎ A.H2S　　　B.CO2　　　C.COS　　　D.N2‎ 答案　(1)D - 24 -‎ ‎(2)H2O(l) H2(g)+‎1‎‎2‎O2(g)　ΔH=286 kJ·mol-1　H2S(g) H2(g)+S(s)　ΔH=20 kJ·mol-1　系统(Ⅱ)‎ ‎(3)①2.5　2.8×10-3‎ ‎②>　>‎ ‎③B 教师专用题组 考点一　化学反应中的热效应及热化学方程式 ‎1.(2015北京理综,9,6分)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.CO和O生成CO2是吸热反应 B.在该过程中,CO断键形成C和O C.CO和O生成了具有极性共价键的CO2‎ D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程 答案　C ‎2.(2014江苏单科,11,4分)下列有关说法正确的是(　　)‎ A.若在海轮外壳上附着一些铜块,则可以减缓海轮外壳的腐蚀 B.2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的ΔH>0 ‎ C.加热0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,CO‎3‎‎2-‎的水解程度和溶液的pH均增大 D.对于乙酸与乙醇的酯化反应(ΔH<0),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数均增大 答案　C ‎3.(2013福建理综,11,6分)某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO。其过程如下:‎ mCeO2(m-x)CeO2·xCe+xO2‎ ‎(m-x)CeO2·xCe+xH2O+xCO2 mCeO2+xH2+xCO - 24 -‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A.该过程中CeO2没有消耗 B.该过程实现了太阳能向化学能的转化 C.右图中ΔH1=ΔH2+ΔH3‎ D.以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH--2e- CO‎3‎‎2-‎+2H2O 答案　C ‎4.(2013重庆理综,6,6分)已知:‎ P4(g)+6Cl2(g) 4PCl3(g)　ΔH=a kJ·mol-1,‎ P4(g)+10Cl2(g) 4PCl5(g)　ΔH=b kJ·mol-1,‎ P4具有正四面体结构,PCl5中P—Cl键的键能为c kJ·mol-1,PCl3中P—Cl键的键能为1.2c kJ·mol-1。‎ 下列叙述正确的是(　　)‎ A.P—P键的键能大于P—Cl键的键能 B.可求Cl2(g)+PCl3(g) PCl5(s)的反应热ΔH C.Cl—Cl键的键能为(b-a+5.6c)/4 kJ·mol-1‎ D.P—P键的键能为(5a-3b+12c)/8 kJ·mol-1‎ 答案　C 考点二　盖斯定律及反应热的计算 ‎5.(2015重庆理综,6,6分)黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为:‎ S(s)+2KNO3(s)+3C(s) K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)‎ ΔH=x kJ·mol-1‎ 已知:碳的燃烧热ΔH1=a kJ·mol-1‎ S(s)+2K(s) K2S(s)　ΔH2=b kJ·mol-1‎ ‎2K(s)+N2(g)+3O2(g) 2KNO3(s)　ΔH3=c kJ·mol-1‎ 则x为(　　)‎ A.3a+b-c B.c-3a-b ‎ C.a+b-c D.c-a-b - 24 -‎ 答案　A ‎6.(2014重庆理综,6,6分)已知:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH=a kJ·mol-1‎ ‎2C(s)+O2(g) 2CO(g)　ΔH=-220 kJ·mol-1‎ H—H、OO和O—H键的键能分别为436、496和462 kJ·mol-1,则a为(　　)‎ A.-332 B.-118 C.+350 D.+130‎ 答案　D ‎7.(2013课标Ⅱ,12,6分)在1 200 ℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应 H2S(g)+‎3‎‎2‎O2(g) SO2(g)+H2O(g)　ΔH1‎ ‎2H2S(g)+SO2(g)‎3‎‎2‎S2(g)+2H2O(g)　ΔH2‎ H2S(g)+‎1‎‎2‎O2(g) S(g)+H2O(g)　ΔH3‎ ‎2S(g) S2(g)　ΔH4‎ 则ΔH4的正确表达式为(　　)‎ A.ΔH4=‎2‎‎3‎(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)‎ B.ΔH4=‎2‎‎3‎(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)‎ C.ΔH4=‎3‎‎2‎(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)‎ D.ΔH4=‎3‎‎2‎(ΔH1-ΔH2-3ΔH3)‎ 答案　A ‎8.(2014课标Ⅰ,28,15分)乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题:‎ ‎(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙醇。写出相应反应的化学方程式 　 。 ‎ ‎(2)已知:‎ 甲醇脱水反应　2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)‎ ΔH1=-23.9 kJ·mol-1‎ 甲醇制烯烃反应　2CH3OH(g) C2H4(g)+2H2O(g)　ΔH2=-29.1 kJ·mol-1‎ 乙醇异构化反应　C2H5OH(g) CH3OCH3(g)　‎ ΔH3=+50.7 kJ·mol-1‎ - 24 -‎ 则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)的ΔH=　　　　kJ·mol-1。与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中nH‎2‎O∶nC‎2‎H‎4‎=1∶1)。‎ ‎①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=　　　　　　　　　　　　　　　　　(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。 ‎ ‎②图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为　　　　　　,理由是　 。 ‎ ‎③气相直接水合法常采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290 ℃、压强6.9 MPa,nH‎2‎O∶nC‎2‎H‎4‎=0.6∶1。乙烯的转化率为5%,若要进一步提高乙烯转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有　　　　　　　　、　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)C2H4+H2SO4C2H5OSO3H、C2H5OSO3H+H2O C2H5OH+H2SO4‎ ‎(2)-45.5　污染小、腐蚀性小等 ‎(3)①p(C‎2‎H‎5‎OH)‎p(C‎2‎H‎4‎)·p(H‎2‎O)‎=‎20%np‎2n-20%n‎80%np‎2n-20%n‎2‎=‎20×180‎‎8‎0‎‎2‎×7.85 MPa=0.07(MPa)-1‎ ‎②p1Ea‎2‎”或“ΔH1>ΔH2”)。 ‎ ‎(2)图2为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系(其中压强分别为104 Pa和105 Pa)。‎ 图2‎ ‎①104 Pa时,图中表示丙烯的曲线是　　　　(填“ⅰ”“ⅱ”“ⅲ”或“ⅳ”)。 ‎ ‎②104 Pa、500 ℃时,主反应用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=　　　　(已知:气体分压=气体总压×体积分数)。 ‎ ‎(3)利用CO2的弱氧化性,开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺。该工艺可采用铬的氧化物为催化剂,其反应机理如图3。‎ 图3‎ 已知:CO和H2的燃烧热(ΔH)分别为-283.0 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1。‎ ‎①图中催化剂为　　　　。 ‎ ‎②298 K时,该工艺总反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎③该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭,维持催化剂活性,原因是　 。 ‎ 答案　(1)①增大　增大　②Ea‎1‎>‎Ea‎2‎ ‎(2)①ⅰ　②3.3×103 Pa ‎(3)①CrO3　②CO2(g)+C3H8(g) C3H6(g)+CO(g)+H2O(l)　ΔH=+121.5 kJ·mol-1‎ ‎③碳和二氧化碳反应生成一氧化碳气体,脱离催化剂 - 24 -‎ ‎7.(2019深圳调研一,28)(15分)CO还原脱硝技术可有效降低烟气中的NOx的排放量。回答下列问题:‎ Ⅰ.CO还原NO的脱硝反应:2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g)　ΔH ‎(1)已知:①CO(g)+NO2(g) CO2(g)+NO(g)　ΔH1=-226 kJ·mol-1‎ ‎②N2(g)+2O2(g) 2NO2(g)　ΔH2=+68 kJ·mol-1‎ ‎③N2(g)+O2(g) 2NO(g)　ΔH3=+183 kJ·mol-1‎ 脱硝反应ΔH=　　　　,该反应向正反应方向自发进行的倾向很大,其原因是　　　　　　　　　　　,有利于提高NO平衡转化率的条件是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(写出两条)。 ‎ ‎(2)以Mn3O4为脱硝反应的催化剂,研究者提出如下反应历程,将历程补充完整。‎ 第一步:　　　　　　　　　　　; ‎ 第二步:3MnO2+2CO Mn3O4+2CO2‎ ‎(3)在恒温恒容的密闭容器中,充入等物质的量的CO和NO混合气体,加入Mn3O4发生脱硝反应,t0时达到平衡,测得反应过程中CO2的体积分数与时间的关系如图所示。‎ ‎①比较大小:a处v正　　　　b处v逆(填“>”“<”或“=”); ‎ ‎②NO的平衡转化率为　　　　。 ‎ Ⅱ.T ℃时,在刚性反应器中发生如下反应:CO(g)+NO2(g) CO2(g)+NO(g),化学反应速率v=kpm(CO)pn(NO2),k为化学反应速率常数。研究表明,该温度下反应物的分压与化学反应速率的关系如下表所示:‎ p(CO)/kPav/kPa·s-1p(NO2)/kPa ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎10‎ ‎0.009‎ ‎0.018‎ ‎0.027‎ ‎20‎ ‎0.018‎ ‎0.036‎ ‎0.054‎ ‎30‎ ‎0.027‎ ‎0.054‎ ‎0.081‎ ‎(4)若反应初始时p(CO)=p(NO2)=a kPa,反应t min时达到平衡,测得体系中p(NO)=b kPa,则此时v=　　　　 kPa·s-1(用含有a和b的代数式表示,下同),该反应的化学平衡常数Kp=　　　　(Kp是以分压表示的平衡常数)。 ‎ - 24 -‎ 答案　(1)-750 kJ·mol-1　该反应为放热量大的反应　适当降低温度、增大反应压强、增大CO和NO的投料比 ‎(2)Mn3O4+2NO 3MnO2+N2‎ ‎(3)①>　②80%‎ ‎(4)9×10-5(a-b)2　‎b‎2‎‎(a-b‎)‎‎2‎ ‎8.(2018广东二模,28)(15分)碳热还原法广泛用于合金及材料的制备。回答下列问题:‎ ‎(1)一种制备氮氧化铝的反应原理为23Al2O3+15C+5N2 2Al23O27N5+15CO,产物Al23O27N5中氮的化合价为　　 ,该反应中每生成1 mol Al23O27N5,转移的电子数为　　。 ‎ ‎(2)真空碳热还原法包含很多反应,其中的三个反应如下:‎ Al2O3(s)+3C(s) Al2OC(s)+2CO(g)　ΔH1‎ ‎2Al2OC(s)+3C(s) Al4C3(s)+2CO(g)　ΔH2‎ ‎2Al2O3(s)+9C(s) Al4C3(s)+6CO(g)　ΔH3‎ ‎①ΔH3=　　　　　　　(用ΔH1、ΔH2表示)。 ‎ ‎②Al4C3可与足量盐酸反应制备一种最简单的烃。该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)下列是碳热还原制锰合金的三个反应,CO与CO2平衡分压比的自然对数值(ln K=2.303 lg K)与温度的关系如图所示(已知Kp是用平衡分压代替浓度计算所得的平衡常数,分压=总压×气体的物质的量分数)。‎ Ⅰ.Mn3C(s)+4CO2(g) 3MnO(s)+5CO(g)　Kp(Ⅰ)‎ Ⅱ.Mn(s)+CO2(g) MnO(s)+CO(g)　Kp(Ⅱ)‎ Ⅲ.Mn3C(s)+CO2(g) 3Mn(s)+2CO(g)　Kp(Ⅲ)‎ ‎①ΔH>0的反应是　　　(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。 ‎ - 24 -‎ ‎②1 200 K时,在一体积为2 L的恒容密闭容器中有17.7 g Mn3C(s)和0.4 mol CO2,只发生反应Ⅰ,5 min后达到平衡,此时CO的浓度为0.125 mol·L-1,则0~5 min内v(CO2)=　　　　　　　　。 ‎ ‎③在一体积可变的密闭容器中加入一定量的Mn(s)并充入一定量的CO2(g),只发生反应Ⅱ,下列能说明反应Ⅱ达到平衡的是　　(填标号)。 ‎ A.容器的体积不再改变 B.固体的质量不再改变 C.气体的总质量不再改变 ‎④向恒容密闭容器中加入Mn3C(s)并充入0.1 mol CO2(g),若只发生反应Ⅲ,则在A点反应达到平衡,当容器的总压为a kPa时,CO2的转化率为　　　;A点对应温度下的Kp(Ⅲ)=　　　　。 ‎ 答案　(1)-3　15NA ‎(2)①2ΔH1+ΔH2　②Al4C3+12HCl 4AlCl3+3CH4↑‎ ‎(3)①Ⅲ　②0.02 mol·L-1·min-1　③BC　④33.3%‎ ‎0.5a kPa - 24 -‎