2020届天津高考化学一轮复习　化学反应中的能量变化学案

2020届天津高考化学一轮复习　化学反应中的能量变化学案

专题五　化学反应中的能量变化 挖命题 ‎【考情探究】‎ 考点 内容解读 ‎5年考情 预测热度 考题示例 难度 关联考点 化学反应中能量变化的有关概念及计算 ‎1.通过化学键的断裂和形成,能说明化学反应中能量变化的原因。‎ ‎2.通过化学能与热能的相互转化,认识常见的能量转化形式及其重要应用。‎ ‎2016天津理综,3、10(4)‎ 易 ‎★☆☆‎ 热化学方程式的书写及正误判断 能正确书写热化学方程式并根据盖斯定律进行有关计算。‎ ‎2018天津理综,10(2)‎ ‎2016天津理综,7(4)、10(2)‎ ‎2015天津理综,7(4)‎ ‎2014天津理综,7(4)‎ 中 ‎★★★‎ 分析解读　　高考对本专题内容的考查主要集中在以下几个方面:一是能量的转化及其应用,主要涉及能量变化的本质,物质能量高低与稳定性的关系,以图像的形式表示能量变化过程的分析;二是热化学方程式的书写,主要根据题给信息正确书写有限制条件的热化学方程式,通过化学键与能量的关系计算反应热等;三是盖斯定律的应用,主要是利用盖斯定律计算反应热的数值。本专题内容在高考题中出现的频率极高,难度多集中在盖斯定律的应用。考查学生的变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学态度与社会责任素养。‎ ‎【真题典例】‎ 破考点 ‎【考点集训】‎ 考点一　化学反应中能量变化的有关概念及计算 ‎1.2017年中国成功开采可燃冰(主要成分为甲烷)。直接从自然界得到的能源为一次能源,下列不属于一次能源的是(　　)‎ A.石油 B.氢能 C.太阳能 D.煤 答案　B　‎ ‎2.中国学者在水煤气变换[CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题,该过程是基于双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化实现的。反应过程示意图如下:‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.过程Ⅰ、过程Ⅲ均为放热过程 B.过程Ⅲ生成了具有极性共价键的H2、CO2‎ C.使用催化剂降低了水煤气变换反应的ΔH D.图示过程中的H2O均参与了反应过程 答案　D　‎ ‎3.两种由正丁烷(C4H10)催化脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:‎ ‎①C4H10(g) C4H8(g)+H2(g) ΔH1=+123 kJ·mol-1‎ ‎②C4H10(g)+1/2O2(g) C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=-119 kJ·mol-1‎ 下列说法中不正确的是(　　)‎ A.①中有极性键断裂,同时有非极性键形成 B.①中使用不同的催化剂,ΔH1不变 C.②中反应物总能量低于生成物总能量 D.1 mol C4H10(g)完全燃烧释放的能量大于119 kJ 答案　C　‎ 考点二　热化学方程式的书写及正误判断 ‎1.煤的工业加工过程中,可利用CO和H2合成用途广泛的化工原料甲醇,能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A.该反应是吸热反应 B.1 mol CH3OH(g)所具有的能量为90.1 kJ·mol-1‎ C.CO(g)+2H2(g) CH3OH(l)　ΔH=-90.1 kJ·mol-1‎ D.1 mol CO(g)和2 mol H2(g)断键所需能量小于1 mol CH3OH(g)断键所需能量 答案　D　‎ ‎2.铜冶金技术以火法冶炼为主。‎ ‎(1)火法炼铜的工艺流程如下:‎ 反应Ⅰ:2Cu2S(s)+3O2(g) 2Cu2O(s)+2SO2(g) ΔH=-768.2 kJ·mol-1‎ 反应Ⅱ:2Cu2O(s)+Cu2S(s) 6Cu(s)+SO2(g) ΔH=+116.0 kJ·mol-1‎ ‎①在反应Ⅱ中,每生成1 mol SO2转移电子　　　　mol。 ‎ ‎②反应Cu2S(s)+O2(g)2Cu(s)+SO2(g)的ΔH=　　　kJ·mol-1。 ‎ ‎③理论上m1∶m2=　　　　。 ‎ ‎(2)炼铜的副产品SO2多用于制硫酸和石膏等化学产品。‎ ‎①制硫酸中重要的一步反应是2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH=-196 kJ·mol-1。‎ 下图表示将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于1 L密闭容器中,当其他条件一定时,SO2(g)的平衡转化率α随X的变化关系,X(X1、X2)代表压强或温度。‎ X代表的物理量是　　　　。A对应条件下平衡常数K=　　　　。 ‎ ‎②下图表示的是生产石膏的简单流程,请用平衡移动原理解释向CaCO3悬浊液中通入SO2发生反应的原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)工业硫酸中往往含有一定量的SO2,测定过程如下:取m g工业硫酸配成100 mL溶液,取出20.00 mL溶液,加入1 mL指示剂,用c mol·L-1 I2标准溶液滴定,消耗I2标准溶液V mL,工业硫酸中含有SO2的质量分数的计算式是　　　　　　。 ‎ 答案　(1)①6　②-217.4　③2∶1‎ ‎(2)①压强　80‎ ‎②CaCO3悬浊液中存在CaCO3(s) Ca2+(aq)+CO‎3‎‎2-‎(aq),通入SO2时,CO‎3‎‎2-‎与SO2反应,c(CO‎3‎‎2-‎)减小,溶解平衡正向移动 ‎(3)‎8cV‎25m×100%‎ 炼技法 ‎【方法集训】‎ 方法　反应热大小的比较及计算 ‎1.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH=a kJ·mol-1,反应过程中的能量变化如图所示。下列说法中,不正确的是　(　　)‎ A.a<0 B.过程Ⅱ可能使用了催化剂 C.使用催化剂可以提高SO2的平衡转化率 D.反应物断键吸收能量之和小于生成物成键释放能量之和 答案　C　‎ ‎2.处理燃烧产生的烟道气CO和SO2,方法之一是在一定条件下将其催化转化为CO2和S。‎ 已知:①2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)　ΔH=-566.0 kJ/mol ‎②S(s)+O2(g) SO2(g)　ΔH=-296.0 kJ/mol 下列说法中正确的是(　　)‎ A.转化①有利于碳参与自然界的元素循环 ‎ B.转化②中S和O2属于不同的核素 C.可用澄清石灰水鉴别CO2与SO2‎ D.转化的热化学方程式是2CO(g)+SO2(g) S(s)+2CO2(g)　ΔH=+270 kJ/mol 答案　A　‎ ‎3.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为H+(aq)+OH-(aq) H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1。分别向1 L 0.5 mol·L-1 Ba(OH)2溶液中加入浓硫酸、稀硝酸、稀醋酸,恰好完全反应的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,下列关系正确的是(　　)‎ A.ΔH1>ΔH2>ΔH3 B.ΔH1>ΔH2=ΔH3 C.ΔH1<ΔH2<ΔH3 D.ΔH1=ΔH2<ΔH3‎ 答案　C　‎ 过专题 ‎【五年高考】‎ 考点一　化学反应中能量变化的有关概念及计算 A组　自主命题·天津卷题组 ‎1.(2016天津理综,3,6分)下列叙述正确的是(　　)‎ A.使用催化剂能够降低化学反应的反应热(ΔH)‎ B.金属发生吸氧腐蚀时,被腐蚀的速率与氧气浓度无关 C.原电池中发生的反应达平衡时,该电池仍有电流产生 D.在同浓度的盐酸中,ZnS可溶而CuS不溶,说明CuS的溶解度比ZnS的小 答案　D　‎ B组　统一命题、省(区、市)卷题组 ‎2.(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　‎ ‎3.(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 ‎4.(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　‎ ‎5.(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 答案　C　‎ ‎6.(2016海南单科,11,4分)由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A.由X→Y反应的ΔH=E5-E2 B.由X→Z反应的ΔH<0‎ C.降低压强有利于提高Y的产率 D.升高温度有利于提高Z的产率 答案　BC C组　教师专用题组 ‎7.(2014北京理综,26,14分)NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3,如下图所示。‎ ‎(1)Ⅰ中,NH3和O2在催化剂作用下反应,其化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)Ⅱ中,2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)。在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线(如图)。‎ ‎①比较p1、p2的大小关系:　　　　。 ‎ ‎②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是　　　　。 ‎ ‎(3)Ⅲ中,降低温度,将NO2(g)转化为N2O4(l),再制备浓硝酸。‎ ‎①已知:2NO2(g) N2O4(g)　ΔH1‎ ‎2NO2(g) N2O4(l)　ΔH2‎ 下列能量变化示意图中,正确的是(选填字母)　　　　。 ‎ ‎②N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)Ⅳ中,电解NO制备NH4NO3,其工作原理如图所示。为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A。A是　　　,说明理由:　 　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)4NH3+5O2 4NO+6H2O (2)①p10‎ 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 ‎9.(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　 　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 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　热化学方程式的书写及正误判断 A组　自主命题·天津卷题组 ‎1.(2014天津理综,7,节选)‎ ‎(4)晶体硅(熔点1 410 ℃)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下:‎ Si(粗) SiCl4 SiCl4(纯) Si(纯)‎ 写出SiCl4的电子式:　　　　　　;在上述由SiCl4制纯硅的反应中,测得每生成1.12 kg纯硅需吸收a kJ热量,写出该反应的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(4):‎Cl‎··‎‎··‎‎·‎‎·‎Si‎··‎‎··‎‎·‎‎·‎‎·‎‎·‎Cl‎··‎‎·‎‎·‎‎·‎‎·‎Cl‎··‎‎·‎‎·‎Cl:‎‎··‎‎··‎ SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g)　ΔH=+0.025a kJ·mol-1‎ ‎2.(2015天津理综,7,节选)随原子序数递增,八种短周期元素(用字母x等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。‎ 根据判断出的元素回答问题:‎ ‎(4)已知1 mol e的单质在足量d2中燃烧,恢复至室温,放出255.5 kJ热量,写出该反应的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(4)2Na(s)+O2(g) Na2O2(s)　ΔH=-511 kJ·mol-1‎ ‎3.(2018天津理综,10,14分)CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题:‎ ‎(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为　　　　(写离子符号);若所得溶液c(HCO‎3‎‎-‎)∶c(CO‎3‎‎2-‎)=2∶1,溶液pH=　　　　。(室温下,H2CO3的K1=4×10-7;K2=5×10-11) ‎ ‎(2)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:‎ CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)‎ ‎①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:‎ 化学键 C—H CO H—H C← O(CO)‎ 键能/kJ·mol-1‎ ‎413‎ ‎745‎ ‎436‎ ‎1 075‎ 则该反应的ΔH=　　　　　　　　。分别在V L恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是　　　　(填“A”或“B”)。 ‎ ‎②按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率的影响如图1所示。此反应优选温度为900 ℃的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 图1‎ ‎ (3)O2辅助的Al-CO2电池工作原理如图2所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。‎ 图2‎ 电池的负极反应式:　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 电池的正极反应式:6O2+6e- 6‎O‎2‎‎-‎ ‎6CO2+6O‎2‎‎-‎ 3C2O‎4‎‎2-‎+6O2‎ 反应过程中O2的作用是　　　　　　。 ‎ 该电池的总反应式:　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(14分)(1)CO‎3‎‎2-‎　10‎ ‎(2)①+120 kJ·mol-1　B ‎②900 ℃时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益降低 ‎(3)Al-3e-Al3+(或2Al-6e-2Al3+)　催化剂 ‎2Al+6CO2Al2(C2O4)3‎ B组　统一命题、省(区、市)卷题组 ‎4.(2014课标Ⅱ,13,6分)室温下,将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1,将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2;CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为:CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3。则下列判断正确的是(　　)‎ A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3 C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3‎ 答案　B　由题干信息可得:①CuSO4·5H2O(s) Cu2+(aq)+SO‎4‎‎2-‎(aq)+5H2O(l)　ΔH1>0,②CuSO4(s) Cu2+(aq)+SO‎4‎‎2-‎(aq)　ΔH2<0,③CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l)　ΔH3,根据盖斯定律可知,ΔH3=ΔH1-ΔH2,由于ΔH1>0,ΔH2<0,故ΔH3>ΔH1,B项正确,C、D项错误;ΔH3>0,ΔH2<0,故ΔH3>ΔH2,A项错误。‎ ‎5.(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、O O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　按顺序将题中两个热化学方程式编号为①和②,依据盖斯定律,②-①×2得:2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH=-(220+2a)kJ·mol-1,代入相关数据得:(2×436+496)-4×462=-(220+2a),解得a=+130,D项正确。‎ ‎6.(2014江苏单科,10,2分)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.ΔH1>0,ΔH3<0 B.ΔH2>0,ΔH4>0 C.ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.ΔH3=ΔH4+ΔH5‎ 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=d‎2‎ kJ·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.(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 答案　A ‎9.(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 ‎(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 C组　教师专用题组 ‎10.(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 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 ‎②p1c(HSO‎3‎‎-‎)=c(SO‎3‎‎2-‎)>c(OH-)=c(H+)‎ ‎3.(2018天津河北区一模,10,节选)(8分)丙烷在燃烧时能放出大量的热,它是液化石油气的主要成分,作为能源应用于人们的日常生产和生活中。已知:‎ ‎①2C3H8(g)+7O2(g) 6CO(g)+8H2O(l)　 ΔH1=-2 741.8 kJ/mol ‎②2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)　ΔH2=-566 kJ/mol ‎(1)反应C3H8(g)+5O2(g) 3CO2(g)+4H2O(l)的ΔH=　　　　　。 ‎ ‎(3)依据(1)中的反应可以设计一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丙烷气体;燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在其内部可以传导O2-。在电池内部O2-由　　　　　极移向　　　　　极;电池的负极反应式为　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)用上述燃料电池和惰性电极电解足量Mg(NO3)2和NaCl 的混合溶液。电解开始后阴极的现象为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)-2 219.9 kJ/mol　(3)正　负　C3H8+10O2- -20e- 3CO2+4H2O　(4)有大量无色气体产生,并且有白色沉淀产生 ‎4.(2018天津部分区县一模,10,节选)(2分)用化学反应原理研究氮及其化合物意义重大。请回答下列问题:‎ ‎(1)已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ/mol N2(g)+O2(g) 2NO(g)　ΔH=+180.5 kJ/mol ‎2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH=-483.6 kJ/mol 若有34 g氨气经催化氧化全部生成一氧化氮气体和水蒸气,放出的热量为　　　　　。 ‎ 答案　(1)452.5 kJ ‎5.(2018天津红桥二模,10,节选)(2分)SO2的含量是衡量大气污染的一个重要指标,工业上常采用催化还原法或吸收法处理SO2。利用催化还原法处理SO2不仅可消除SO2污染,还可得到有经济价值的单质S。‎ ‎(1)在复合组分催化剂作用下,CH4可使SO2转化为S,同时生成CO2和H2O。‎ 已知CH4和S的燃烧热(ΔH)分别为-890.3 kJ/mol和-297.2 kJ/mol,则CH4和SO2反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)CH4(g)+2SO2(g) CO2(g)+2S(s)+2H2O(l)‎ ΔH=-295.9 kJ/mol ‎6.(2018天津和平一模,10)(14分)汽车尾气中排放的NOx和CO污染环境,在汽车尾气系统中装催化转化器,可有效减少NOx和CO的排放。‎ 已知:①2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)　ΔH=-a kJ/mol ‎②N2(g)+O2(g) 2NO(g)　ΔH=+b kJ/mol ‎③2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)　ΔH=-c kJ/mol 回答下列问题:‎ ‎(1)CO的燃烧热ΔH=　　　　　。 ‎ ‎(2)CO将NO2还原为单质的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)为了模拟反应2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)在催化转化器内的工作情况,控制一定条件,让反应在恒容密闭容器中进行,用传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表:‎ 时间/s ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ c(NO)/(×10-4 mol/L)‎ ‎10.00‎ ‎4.50‎ ‎2.50‎ ‎1.50‎ ‎1.00‎ ‎1.00‎ c(CO)/(×10-3 mol/L)‎ ‎3.60‎ ‎3.05‎ ‎2.85‎ ‎2.75‎ ‎2.70‎ ‎2.70‎ ‎①前2 s内的平均反应速率v(N2)=　　　　　　　　,此温度下,该反应的平衡常数K=　　　　　。 ‎ ‎②能说明上述反应达到平衡状态的是　　　　　。 ‎ A.2n(CO2)=n(N2) B.混合气体的平均相对分子质量不变 C.气体密度不变 D.容器内气体压强不变 ‎③当NO与CO浓度相等时,体系中NO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。‎ 则NO的平衡转化率随温度升高而减小的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　,图中压强(p1、p2、p3)的大小顺序为　　　　　　　,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)-a‎2‎ kJ/mol　(2)2NO2(g)+4CO(g) N2(g)+4CO2(g)　ΔH=-(2a+b-c)kJ/mol　(3)①1.875×10-4 mol/(L·min)　5 000　②BD　③该反应的正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,NO的平衡转化率减小　p1>p2>p3　正反应为气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,NO的平衡转化率增大 ‎7.(2018天津一中月考,10,节选)(10分)煤气中主要的含硫杂质有H2S以及COS(有机硫),煤气燃烧后含硫杂质会转化成SO2从而引起大气污染,因此煤气中含硫杂质的脱除程度已成为煤气洁净度的一个重要指标。请回答下列问题:‎ ‎(1)脱除煤气中COS的方法有Br2的KOH溶液氧化法、H2还原法、水解法等。‎ ‎①COS的分子结构与CO2相似,COS的结构式为　　　　　　　。 ‎ ‎②Br2的KOH溶液将COS氧化为硫酸盐的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎③已知:H2、COS、H2S、CO的燃烧热ΔH依次为-285 kJ/mol、-299 kJ/mol、-586 kJ/mol、-283 kJ/mol;H2还原COS发生的反应为H2(g)+COS(g) H2S(g)+CO(g),该反应的ΔH=　　　　　kJ/mol。 ‎ 恒温恒容条件下,密闭容器中将气体按n(H2)∶n(COS)=2∶1混合发生上述反应,下列事实能说明反应达到平衡状态的是　　　　　(填字母)。 ‎ a.混合气体的平均相对分子质量不再改变 b.n(H2)与n(COS)的比值不变 c.CO的体积分数不变 d.形成2 mol H—S键的同时形成1 mol H—H键 ‎④用活性α-Al2O3催化COS水解的反应为COS(g)+H2O(g) CO2(g)+H2S(g)　ΔH<0,相同流量且在催化剂表面停留相同时间时,不同温度下COS的转化率(未达到平衡)如图所示:‎ 由图可知,催化剂活性最大时对应的温度约为　　　　,COS的转化率在后期下降的原因是　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)①OCS　②COS+4Br2+12OH- CO‎3‎‎2-‎+SO‎4‎‎2-‎+8Br-+6H2O　③285　bcd　④146 ℃(填145~149 ℃均可)　催化剂中毒,发生副反应 ‎8.(2019届天津实验中学月考,9)(14分)工业上通常采取CO(g) 和H2(g)合成CH3OH(g)。‎ ‎(1)已知某温度和压强下:‎ ‎①2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)　ΔH=-566 kJ·mol-1‎ ‎②2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH=-483.6 kJ·mol-1‎ ‎③2CH3OH(g)+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(g)　ΔH=-1 275.6 kJ·mol-1‎ 则在相同温度和压强下,CO(g)与H2(g)合成CH3OH(g)的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。若反应生成6.4 g甲醇,则转移电子的物质的量为　　　　　　　。 ‎ ‎(2)可利用甲醇燃烧反应设计一个燃料电池。如图1,用Pt作电极材料,用氢氧化钾溶液作电解质溶液,在两个电极上分别充入甲醇和氧气。‎ ‎①写出燃料电池负极的电极反应式:　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②若利用该燃料电池提供电源,与图1右边烧杯相连,在铁件表面镀铜,则铁件应是　　　　极(填“A”或“B”);当铁件的质量增重6.4 g时,燃料电池中消耗标准状况下氧气的体积为　　　　L。 ‎ ‎(3)电解法可消除甲醇对水质造成的污染,原理是:通电将Co2+氧化成Co3+,然后将甲醇氧化成CO2和H+(用石墨烯除去Co2+)。现用图2所示装置模拟上述过程,则Co2+在阳极的电极反应式为　　　　　　　　　。除去甲醇的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH=-128.8 kJ·mol-1　0.8 mol　(2)①CH3OH-6e-+8OH- CO‎3‎‎2-‎+6H2O　②B　1.12　(3)Co2+-e- Co3+　6Co3++CH3OH+H2O CO2↑+6Co2++6H+‎ ‎ ‎