课标版2021高考化学一轮复习专题十一化学能与热能精练含解析 23页

专题十一　化学能与热能 ‎【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 反应热的有关概念 ‎1.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 ‎2.了解能源是人类生存和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 ‎2018北京理综,7,6分 中 催化剂的催化机理 ‎★★★‎ ‎2015课标Ⅱ,27,14分 中 化学平衡 热化学方程式　盖斯定律及其应用 ‎1.了解热化学方程式的含义,能正确书写热化学方程式 ‎2.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 ‎2018课标Ⅱ,27,14分 中 化学反应速率与化学平衡 ‎★★★‎ ‎2017课标Ⅰ,28,14分 中 化学平衡 分析解读　　“反应热”已成为近几年课标卷的必考内容,一般不单独命题,而是作为非选择题的某个设问,常与化学反应速率、化学平衡及工艺流程相结合。从考查的内容上看,均与盖斯定律有关,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。‎ ‎【真题探秘】‎ - 23 -‎ 破考点　练考向 ‎【考点集训】‎ 考点一　反应热的有关概念 ‎1.(2020届湖北部分重点中学起点联考,5)1 mol 白磷(P4)和4 mol 红磷(P)与氧气反应过程中的能量变化如图(E表示能量)。下列说法正确的是(　　)‎ A.P4(s,白磷)4P(s,红磷)　ΔH>0‎ B.以上变化中,白磷和红磷所需活化能相等 C.白磷比红磷稳定 D.红磷燃烧的热化学方程式是4P(s,红磷)+5O2(g)P4O10(s)　ΔH=-(E2-E3) kJ/mol ‎　答案　D ‎2.(2020届辽宁六校协作体期初考试,10)甲醇质子交换膜燃料电池中,将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理有如下两种:‎ ‎①CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g)‎ ΔH=+49.0 kJ·mol-1‎ ‎②CH3OH(g)+‎1‎‎2‎O2(g)CO2(g)+2H2(g)　‎ ΔH=-192.9 kJ·mol-1‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ·mol-1‎ B.反应①中的能量变化如图所示 C.CH3OH转变成H2的过程一定要放出能量 D.根据②推知反应:CH3OH(l)+‎1‎‎2‎O2(g)CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9 kJ·mol-1‎ ‎　答案　D - 23 -‎ ‎3.(2019河南焦作定位考试,12)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 ‎3.(2018黑龙江哈师大附中期中,15)已知:NH3·H2O(aq)与H2SO4(aq)反应生成1 mol正盐的ΔH=-24.2 kJ·mol-1;强酸、强碱稀溶液发生中和反应的反应热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则NH3·H2O在水溶液中电离的ΔH等于(　　)‎ A.+45.2 kJ·mol-1　　　　B.-45.2 kJ·mol-1‎ C.+69.4 kJ·mol-1　　　　D.-69.4 kJ·mol-1‎ ‎　答案　A ‎4.(2018河北衡水中学大联考,13)已知NO和O2转化为NO2的反应机理如下:‎ ‎①2NO(g) N2O2(g)(快)　ΔH1<0　平衡常数K1;‎ ‎②N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g)(慢)　ΔH2<0　平衡常数K2。‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的ΔH=-(ΔH1+ΔH2)‎ B.2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的平衡常数K=‎K‎1‎K‎2‎ C.反应②的速率大小决定2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应速率 D.反应过程中的能量变化可用右图表示 ‎　答案　C ‎5.(2018河北衡水中学四模,9)我国利用合成气直接制烯烃获重大突破,其原理是:‎ 反应①:C(s)+‎1‎‎2‎O2(g) CO(g)　ΔH1‎ 反应②:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH2‎ 反应③:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH3=-90.1 kJ·mol-1‎ 反应④:2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH4,能量变化如下图所示 - 23 -‎ 反应⑤:3CH3OH(g) CH3CH CH2(g)+3H2O(g)　ΔH5=-31.0 kJ·mol-1‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.反应③使用催化剂,ΔH3减小 B.反应④中正反应的活化能大于逆反应的活化能 C.ΔH1-ΔH2<0‎ D.3CO(g)+6H2(g) CH3CH CH2(g)+3H2O(g)　ΔH=-121.1 kJ·mol-1‎ ‎　答案　C 炼技法　提能力 ‎【方法集训】‎ 方法　反应热大小的比较与反应热的计算 ‎1.(2020届西南地区名师联盟入学调研,7)已知:H2O(g)H2O(l)　 ΔH1=-Q1 kJ·mol-1‎ C2H5OH(g)C2H5OH(l)　ΔH2=-Q2 kJ·mol-1‎ C2H5OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)　‎ ΔH3=-Q3 kJ·mol-1‎ 若使用23 g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(　　)‎ A.(Q1+Q2+Q3) kJ B.(1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3) kJ C.0.5(Q1+Q2+Q3) kJ D.(0.5Q1-0.5Q2+0.5Q3) kJ ‎　答案　B ‎2.(2019四川成都顶级名校零诊,5)下列有关热化学方程式的叙述正确的是(　　)‎ A.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ/mol,则H2的燃烧热ΔH=-285.8 kJ/mol B.已知C(石墨,s)C(金刚石,s)　ΔH>0,则金刚石比石墨稳定 C.含20.0 g NaOH的稀NaOH溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+CH3COOH(aq)CH3COONa(aq)+H2O(l)　ΔH=-57.4 kJ/mol D.2C(s)+2O2(g)2CO2(g)　ΔH1,2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH2,则ΔH1>ΔH2‎ ‎　答案　A ‎3.(2018陕西黄陵中学期中,7)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 - 23 -‎ ‎【五年高考】‎ A组　统一命题·课标卷题组 考点一　反应热的有关概念 ‎1.(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)‎ - 23 -‎ 考点二　热化学方程式　盖斯定律及其应用 ‎2.(2018课标Ⅱ,27,14分)CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:‎ ‎(1)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)。‎ 已知:C(s)+2H2(g) CH4(g)　ΔH=-75 kJ·mol-1‎ C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH=-394 kJ·mol-1‎ C(s)+‎1‎‎2‎O2(g) CO(g)　ΔH=-111 kJ·mol-1‎ 该催化重整反应的ΔH=　　　　kJ·mol-1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是　　　　(填标号)。 ‎ A.高温低压　　　　B.低温高压 C.高温高压　　　　D.低温低压 某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为　　　　mol2·L-2。 ‎ ‎(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表:‎ 积碳反应 CH4(g) C(s)+‎ ‎2H2(g)‎ 消碳反应 CO2(g)+C(s)‎ ‎2CO(g)‎ ΔH/(kJ·mol-1)‎ ‎75‎ ‎172‎ 活化能/‎ ‎(kJ·mol-1)‎ 催化剂X ‎33‎ ‎91‎ 催化剂Y ‎43‎ ‎72‎ ‎①由上表判断,催化剂X　　　　Y(填“优于”或“劣于”),理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如下图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是　　　(填标号)。 ‎ A.K积、K消均增加 - 23 -‎ B.v积减小、v消增加 C.K积减小、K消增加 D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大 ‎②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如下图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎　答案　(1)247　A　‎‎1‎‎3‎ ‎(2)①劣于　相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;而消碳反应活化能相对小,消碳反应速率大　AD ‎②pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)‎ ‎3.(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)。 ‎ - 23 -‎ 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 B组　自主命题·省(区、市)卷题组 考点一　反应热的有关概念 ‎1.(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 ‎2.(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 考点二　热化学方程式　盖斯定律及其应用 ‎3.(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-‎ - 23 -‎ 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 ‎4.(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 ‎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 ‎　答案　A ‎6.(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。‎ 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 - 23 -‎ ‎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)。 ‎ ‎　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 C组　教师专用题组 考点一　反应热的有关概念 ‎1.(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 - 23 -‎ 答案　C ‎2.(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 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 ‎3.(2013北京理综,6,6分)下列设备工作时,将化学能转化为热能的是(　　)‎ A B C D 硅太阳能电池 锂离子电池 太阳能集热器 燃气灶 答案　D ‎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 ‎5.(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。‎ - 23 -‎ ‎(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)①p1ΔH3　　　　B.ΔH1<ΔH3‎ C.ΔH1+ΔH3=ΔH2　　　　D.ΔH1+ΔH2>ΔH3‎ 答案　B ‎7.(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 ‎8.(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 ‎9.(2015安徽理综,27,14分)硼氢化钠(NaBH4)在化工等领域具有重要的应用价值。某研究小组采用偏硼酸钠(NaBO2)为主要原料制备NaBH4,其流程如下:‎ 已知:NaBH4常温下能与水反应,可溶于异丙胺(沸点:33 ℃)。‎ ‎(1)在第①步反应加料之前,需要将反应器加热至100 ℃以上并通入氩气,该操作的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。原料中的金属钠通常保存在　　　　中,实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有　　　　、　　　　、玻璃片和小刀等。 ‎ ‎(2)请配平第①步反应的化学方程式:‎ ‎　NaBO2+　SiO2+　Na+　H2 　NaBH4+　Na2SiO3‎ - 23 -‎ ‎(3)第②步分离采用的方法是　　　　　;第③步分出NaBH4并回收溶剂,采用的方法是　　　　　　。 ‎ ‎(4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)。在25 ℃、101 kPa下,已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ,该反应的热化学方程式是 ‎ ‎　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)除去反应器中的水蒸气和空气　煤油　镊子　滤纸 ‎(2)1NaBO2+2SiO2+4Na+2H2 1NaBH4+2Na2SiO3‎ ‎(3)过滤　蒸馏 ‎(4)NaBH4(s)+2H2O(l) NaBO2(s)+4H2(g)‎ ΔH=-216.0 kJ·mol-1‎ ‎10.(2015四川理综,11,16分)为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。‎ ‎　 稀H2SO4　活化硫铁矿 FeCO3　　空气 ‎ ‎ 硫铁矿烧渣滤液滤液滤液FeSO4晶体 活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O 15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应。请回答下列问题:‎ ‎(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原,应选择　　　　(填字母编号)。 ‎ A.KMnO4溶液　B.K3[Fe(CN)6]溶液　C.KSCN溶液 ‎(3)第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质被除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)FeSO4可转化为FeCO3,FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。‎ 已知25 ℃,101 kPa时:‎ ‎4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s)　ΔH=-1 648 kJ/mol C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH=-393 kJ/mol ‎2Fe(s)+2C(s)+3O2(g) 2FeCO3(s)　ΔH=-1 480 kJ/mol FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反应为4Li+FeS2 Fe+2Li2S,正极反应式是　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(6)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3,其含量为50%。将a kg质量分数为b%的硫酸加入到c kg烧渣中浸取,铁的浸取率为96%,其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程,第Ⅲ步应加入FeCO3　　　　kg。 ‎ 答案　(1)Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O ‎(2)C　(3)Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+水解产生H+‎ - 23 -‎ ‎(4)4FeCO3(s)+O2(g) 2Fe2O3(s)+4CO2(g)‎ ΔH=-260 kJ/mol ‎(5)FeS2+4Li++4e- Fe+2Li2S或FeS2+4e- Fe+2S2-‎ ‎(6)0.011 8ab-0.646c或‎29ab‎2 450‎-‎‎1 131c‎1 750‎ ‎11.(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 ‎②p10‎ ‎　答案　C ‎6.(2019福建龙岩一模,11)一定条件下,在水溶液中1 mol ClOx‎-‎(x=0,1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法错误的是(　　)‎ A.上述离子中结合H+能力最强的是E B.上述离子中最稳定的是A C.C B+D反应的热化学方程式为2ClO‎2‎‎-‎(aq) ClO‎3‎‎-‎(aq)+ClO-(aq)　ΔH=-76 kJ·mol-1‎ D.B A+D的反应物的键能之和小于生成物的键能之和 ‎　答案　A ‎7.(2019河北衡水十三中质检,15)N2O和CO是环境污染性气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,其反应原理为N2O(g)+CO(g) CO2(g)+N2(g)　ΔH,有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A.ΔH=ΔH1+ΔH2‎ B.ΔH=-226 kJ/mol C.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能 D.为了实现转化需不断向反应器中补充Pt2O+和Pt2‎O‎2‎‎+‎ ‎　答案　D 二、非选择题(共18分)‎ ‎8.(2020届四川成都摸底,21)(6分)氢、碳和氯的单质及化合物在生产和生活中有广泛用途。‎ ‎(1)反应H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)　ΔH的能量变化示意图如图1所示,其中436 kJ/mol 表示的含义是　　　　　　　　　　　　　　　,由图计算ΔH=　　　　　　kJ/mol。 ‎ - 23 -‎ 图1‎ ‎(2)金刚石、石墨的燃烧热分别为395.4 kJ/mol 和393.5 kJ/mol。图2是两者相互转化的能量变化示意图,A表示的物质为　　　　　　　。 ‎ 图2‎ ‎　答案　(1)1 mol H2分子中的化学键断裂时需要吸收的最少能量(或H—H键的键能)(2分)　-183(2分)‎ ‎(2)石墨(2分)‎ ‎9.(2019广东广州外国语学校一模,28节选)(3分)乙烯是重要的化工原料。用CO2催化加氢可制取乙烯:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)　ΔH<0。‎ ‎(1)若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示,则该反应的ΔH=　　　　kJ·mol-1(用含a、b的式子表示)。 ‎ ‎(2)几种化学键的键能如下表所示,实验测得上述反应的ΔH=-152 kJ·mol-1,则表中的x=　　　　。 ‎ 化学键 CO H—H CC C—H O—H 键能/(kJ·mol-1)‎ ‎803‎ ‎436‎ x ‎414‎ ‎463‎ ‎　答案　(1)-2(b-a)　(2)620‎ ‎10.(2019湖南衡阳二联,28节选)(3分)汽车尾气排放的CO、NOx等气体是大气污染的主要来源,NOx也是雾霾天气的主要成因之一。‎ - 23 -‎ 科学家研究利用催化技术将尾气中有害的NO和CO转变成无毒的气体,其热化学方程式为2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g)　ΔH1=-746.5 kJ·mol-1。‎ 已知:2C(s)+O2(g) 2CO(g)　ΔH2=-221.0 kJ·mol-1‎ CO2(g) C(s)+O2(g)　ΔH3=+393.5 kJ·mol-1‎ ‎①C(s)的燃烧热为　　　　　　　　。 ‎ ‎②NO(g)分解成两种气体单质的热化学方程式为 　 。 ‎ ‎　答案　①393.5 kJ·mol-1　②2NO(g) O2(g)+N2(g)　ΔH=-180.5 kJ·mol-1‎ ‎11.(2018福建百所重点校联考,19节选)(6分)乙烯可用作合成纤维、合成橡胶、塑料的原料。回答下列问题:‎ ‎(1)实验室用乙醇和五氧化二磷制取乙烯的过程如下:‎ P2O5+3H2O 2H3PO4;‎ H3PO4+C2H5OH C2H5OPO(OH)2(磷酸单乙酯)+H2O;‎ ‎170~200 ℃时,C2H5OPO(OH)2会分解生成乙烯和磷酸。‎ C2H5OPO(OH)2分解反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)用CrO3作催化剂,CO2重整C2H6制乙烯的反应过程如下:‎ C2H6(g) C2H4(g)+H2(g)　ΔH1;‎ ‎3H2(g)+2CrO3(s) 3H2O(g)+Cr2O3(s)　ΔH2;‎ Cr2O3(s)+3CO2(g) 3CO(g)+2CrO3(s)　ΔH3。‎ ‎①反应C2H6(g)+CO2(g) C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)的ΔH=　　　　　　　(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。 ‎ ‎②已知部分化学键的键能数据如下表所示,则ΔH1=　　　　kJ·mol-1。 ‎ 化学键 C—C CC C—H H—H 键能/kJ·mol-1‎ ‎348‎ ‎615‎ ‎413‎ ‎436‎ ‎　答案　(1)C2H5OPO(OH)2 CH2CH2↑+H3PO4‎ ‎(3)①(3ΔH1+ΔH2+ΔH3)/3　②+123‎ - 23 -‎