2019领军高考化学一轮复习专题6 1 化学反应中的能量变化

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2019领军高考化学一轮复习专题6 1 化学反应中的能量变化

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1.(2018课标Ⅰ)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题
(1)1840年 Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体,其分子式为___________。
(2)F. Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应:

其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示(t=∞时,N2O4(g)完全分解):
t/min
0
40
80
160
260
1300
1700

p/kPa
35.8
40.3
42.5.
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1

①已知:2N2O5(g)=2N2O5(g)+O2(g) ΔH1=?4.4 kJ·mol?1
2NO2(g)=N2O4(g) ΔH 2=?55.3 kJ·mol?1
则反应N2O5(g)=2NO2(g)+O2(g)的ΔH =_______ kJ·mol?1。
②研究表明,N2O5(g)分解的反应速率。t=62 min时,测得体系中pO2=2.9 kPa,则此时的=________ kPa,v=_______kPa·min?1。
③若提高反应温度至35℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35℃)____63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是________。
④25℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp=_______kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。
(3)对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程:
第一步 N2O5NO2+NO3 快速平衡
第二步 NO2+NO3→NO+NO2+O2 慢反应
第三步 NO+NO3→2NO2 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是_______(填标号)。
A.v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)
B.反应的中间产物只有NO3
C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效
D.第三步反应活化能较高
【答案】O2 53.1 30.0 6.0×10-2 大于 温度提高,体积不变,总压强提高;NO2二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高 13.4 AC

④根据表中数据可知五氧化二氮完全分解时的压强是63.1kPa,根据方程式可知完全分解时最初生成的二氧化氮的压强是35.8kPa×2=71.6 kPa,氧气是35.8kPa÷2=17.9 kPa,总压强应该是71.6 kPa+17.9 kPa=89.5 kPa,平衡后压强减少了89.5 kPa-63.1kPa=26.4kPa,所以根据方程式2NO2(g)N2O4(g)可知平衡时四
2.(2018课标Ⅱ)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)+1/2O2(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 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图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为________________。

【答案】247 A 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 pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)
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%,根据方程式可知
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)
起始浓度(mol/L) 1 0.5 0 0
转化浓度(mol/L) 0.25 0.25 0.5 0.5
平衡浓度(mol/L) 0.75 0.25 0.5 0.5
所以其平衡常数为mol2·L?2。

3.(2018课标III)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:
(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等,写出该反应的化学方程式__________。
(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:
2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g) ΔH1=48 kJ·mol?1
3SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3 (g) ΔH2=?30 kJ·mol?1
则反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+ 3SiCl4(g)的ΔH=__________ kJ·mol?1。
(3)对于反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。

①343 K时反应的平衡转化率α=_________%。平衡常数K343 K=__________(保留2位小数)。
②在343 K下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是___________;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有____________、___________。
③比较a、b处反应速率大小:υa________υb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率υ=υ正?υ逆=?,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处=__________(保留1位小数)。
【答案】2SiHCl3+3H2O(HSiO)2O+6HCl 114 ①22 0.02 ②及时移去产物 改进催化剂 提高反应物压强(浓度) ③大于 1.3
【解析】分析:本题考查的是化学反应原理的综合应用,主要包括反应与能量以及化学反应速率、平衡的相关内容。只需要根据题目要求,利用平衡速率的方法进行计算即可。
详解:(1)根据题目表述,三氯氢硅和水蒸气反应得到(HSiO)2O,方程式为:2SiHCl3+3H2O=(HSiO)2O+6HCl。
(2)将第一个方程式扩大3倍,再与第二个方程式相加就可以得到第三个反应的焓变,所以焓变为48×3+(-30)=114kJ·mol-1。
(3)①由图示,温度越高反应越快,达到平衡用得时间就越少,所以曲线a代表343K的反应。从图中读出,平衡以后反应转化率为22%。设初始加入的三氯氢硅的浓度为1mol/L,得到:
2SiHCl3 SiH2Cl2 + SiCl4
起始: 1 0 0
反应: 0.22 0.11 0.11 (转化率为22%)
平衡: 0.78 0.11 0.11
所以平衡常数K=0.112÷0.782=0.02。

2SiHCl3 SiH2Cl2 + SiCl4
起始: 1 0 0
反应: 0.2 0.1 0.1 (转化率为20%)
平衡: 0.8 0.1 0.1
所以=0.8;==0.1;所以。

4.(2017课标Ⅱ)丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备.回答下列问题:
(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1﹣丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:
①C4H10(g) =C4H8(g) +H2(g) △H1
已知:②C4H10(g) +0.5O2(g) =C4H8(g) +H2O(g) △H2=﹣119kJ?mol—1
③H2(g) +0.5O2(g) =H2O(g) △H3= - 242kJ?mol﹣1
反应①的△H1为 kJ?mol﹣1.图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x 0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是 (填标号)。
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.降低压强

(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是 。
(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线,副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是
;590℃之后,丁烯产率快速降低的主要原因可能是 。
【答案】⑴+123;小于;AD ⑵一开始充入氢气是为活化催化剂,故稍增大氢气的量能让丁烯产率增大,原料中过量H2会使反应①平衡逆向移动,所以丁烯产率下降; ⑶升高温度时,反应速率加快,单位时间产生丁烯更多;590℃前升高温度,反应①平衡正向移动; 高温则有更多的丁烷裂解生成副产物导致产率降低。


考纲解读
考点
内容
说明
化学反应与能量
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?了解热化学方程式的含义,能正确书写热化学方程式。
④?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。
⑥?了解焓变(ΔH)与反应热的含义。
⑥?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。
化学反应与能量是高考必考点之一,常结合化学反应速率考查。

考点一 焓变和反应热
1.定义:化学反应过程中吸收或放出的能量都属于反应热,又称为焓变(ΔH),单位
kJ/mol。
解释:旧键的断裂:吸收能量 ;新键的形成:放出能量,某一化学反应是吸热反应还是放热反应取决于上述两个过程能量变化的相对大小。吸热:吸收能量>放出能量;放热:吸收能量<放出能量。
2. 化学反应中能量变化与反应物和生成物
总能量的关系


放热反应:放出热量的化学反应,(放热>吸热)ΔH<0;吸热反应,吸收热量的化学反应(吸热>放热) ΔH>0
【总结】
⑴ 常见的放热、吸热反应:
①常见的放热反应有
a 燃烧反应
b 酸碱中和反应
c活泼金属与水或酸的反应
d大多数化合反应
② 常见的吸热反应有:
a 氢氧化钡晶体和氯化铵晶体混合发生反应
b CO2+C = 2CO、C+H2O(g=CO+H2)
c 大多数的分解反应
d 盐的水解反应
典例1下列各图中,表示正反应是吸热反应的图是

【答案】A
【解析】反应物的总能量小于生成物的总能量为吸热反应;故A正确。
典例2某反应由两步反应ABC构成,它的反应能量曲线如图,下列叙述正确的是( )

A. 两步反应均为吸热反应 B. AB反应,反应条件一定要加热
C. A与C的能量差为E4 D. 三种化合物中C最稳定
【答案】D

典例3 H2与ICl的反应分①、②两步进行,其能量曲线如图所示,下列有关说法错误的是

A. 反应①、反应②均为放热反应
B. 反应①、反应②均为氧化还原反应
C. 反应①比反应②的速率慢,与相应正反应的活化能无关
D. 反应①、反应②的焓变之和为ΔH=-218kJ·mol-1
【答案】C

【总结提升】焓变 反应热
在化学反应过程中,不仅有物质的变化,同时还伴有能量变化。
1.焓和焓变
焓是与物质内能有关的物理量。单位:kJ·mol-1,符号:H。
焓变是在恒压条件下,反应的热效应。单位:kJ·mol-1,符号:ΔH。
2.化学反应中能量变化的原因
化学反应的本质是反应物分子中旧化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程。
任何化学反应都有反应热,这是由于在化学反应过程中,当反应物分子间的化学键断裂时,需要克服原子间的相互作用,这需要吸收能量;当原子重新结合成生成物分子,即新化学键形成时,又要释放能量。
ΔH=反应物分子中总键能-生成物分子中总键能。
3.放热反应与吸热反应
当反应完成时,生成物释放的总能量与反应物吸收的总能量的相对大小,决定化学反应是吸热反应还是放热反应。
(1) 当ΔH为“-”或ΔH<0时,为放热反应,反应体系能量降低。
(2) 当ΔH为“+”或ΔH>0时,为吸热反应,反应体系能量升高。
4.反应热思维模型:
(1) 放热反应和吸热反应

放热反应

吸热反应
(2) 反应热的本质

以H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-186 kJ·mol-1为例
E1:E(H—H)+E(Cl—Cl) ; E2:2E(H—Cl)
ΔH=E1-E2

考点一精练:
1.CH2=CH2与H2反应的能量与反应进程关系如右图所示。下列说法错误的是

A. 该反应为放热反应
B. 催化剂Ⅱ比催化剂Ⅰ活性更好
C. 催化剂可改变反应的活化能和焓变
D. 正反应的活化能小于逆反应的活化能
【答案】C
【解析】A. 反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应,A正确;B. 催化剂Ⅱ的活化能低,因此比催化剂Ⅰ活性更好,B正确;C. 催化剂可改变反应的活化能,但不能改变焓变,C错误;D. 反应物总能量高于生成物总能量,正反应的活化能小于逆反应的活化能,D正确,答案选C。
2.关于如图所示的过程,下列说法不正确的是

A. ΔE1是该反应的活化能 B. ΔE2是2 mol H—Cl键的总键能
C. 加入催化剂可以改变反应的焓变 D. 该反应是一个放热反应
【答案】C
【解析】A、△E1是1molH2(g)和1molCl2(g)的总键能,是正反应的活化能,A正确;B、△E2是形成2mol HCl(g)时释放的总能量,是2mol HCl(g)的总键能,B正确;C、加入催化剂可以改变活化能,但反应的焓变不变,C错误;D、由图象分析该反应反应物的总能量大于生成物的总能量,是放热反应,D正确;答案选C。
3.纵观古今,化学与生活皆有着密切联系。下列有关说法错误的是
A. “梨花淡自柳深青,柳絮飞时花满城”中柳絮的主要成分和棉花的相同
B. 制作烟花的过程中常加入金属发光剂和发色剂使烟花放出五彩缤纷的颜色
C. 草莓棚中使用的“吊袋式二氧化碳气肥”的主要成分可以是碳酸钙
D. 芒硝晶体(Na2SO4·10H2O)白天在阳光下曝晒后失水、溶解吸热,晚上重新结晶放热,实现了太阳能转化为化学能继而转化为热能
【答案】C

4.化学与生产、生活密切相关,下列有关说法不正确的是( )
A. 水玻璃是用于生产硅胶、木材防火剂、粘合剂的原料
B. 可以用氢氧化钠溶液鉴别地沟油和矿物油
C. CaCO3分解,Ba(OH)2`8H2O和NH4Cl 反应,高温下铝与氧化铁的反应都是吸热反应
D. 淀粉、蛋白质、有机玻璃、天然橡胶都是高分子化合物
【答案】C
【解析】A、水玻璃主要成分是Na2SiO3,是生成硅胶、木材防火剂、黏合剂的原料,故A说法正确;B、地沟油是油脂,在氢氧化钠溶液中水解成高级脂肪酸钠和甘油,溶液不分层,矿物油属于烃,不与碱反应,也不溶于水,出现分层现象,因此可以用氢氧化钠鉴别地沟油和矿物油,故B说法正确;C、铝与氧化铁的反应是放热反应,其余为吸热反应,故C说法错误;D、淀粉、蛋白质、有机玻璃、天然橡胶都是高分子化合物,故D说法正确。
5.下列对于太阳能、生物质能和氢能利用的说法不正确的是
A. 芒硝晶体(Na2SO4? 10H2O)白天在阳光下曝晒后失水、溶解吸热,晚上重新结晶放热,实现了太阳能转化为化学能继而转化为热能
B. 将植物的秸秆、杂草和人畜粪便等加入沼气发酵池中,在富氧条件下,经过缓慢、复杂的氧化反应最终生成沼气,从而有效利用生物质能
C. 在工农业生产、日常生活中需要大量应用氢能源,但需要解决氢气的廉价制备、氢气的储存和运输等问题
D. 垃圾处理厂把大量生活垃圾中的生物质能转化为热能、电能,减轻了垃圾给城市造成的压力,改善了城市环境
【答案】B

考点二 热化学方程式
一、热化学方程式
1.概念:能表示参加反应的物质变化和能量变化的关系的化学方程式叫做热化学方程式。
2.表示意义
(1)热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。
(2)热化学方程式中的化学计量数,表示实际参加反应的反应物的物质的量和实际生成的生成物的物质的量。
(3)热化学方程式中的反应热与反应物、生成物的化学计量数相对应。
3.书写热化学方程式的注意事项
C(固) + H2O(气) = CO(气) + H2(气) ΔH= +131.3 kJ/mol
(1)标集聚状态(固、液、气)
(2)右端标热量数值和符号: 吸热用“+”,放热用:“-”。
(3)系数单位是“摩”,而不是“个”;也不能表示物质的量之比。
(4)系数可用分数,但热量值要相应变化。
如:2H2(气) + O2(气) = 2H2O(液) ΔH= -571.6 kJ/mol
H2(气) + 1/2 O2(气) = H2O(液) ΔH= -285.8 kJ/mol
(5)不注明条件,即指250C 、1.01×105Pa
【拓展延伸】
1.比较“反应热”或ΔH的大小时,必须带“+”“-”符号,比较“燃烧热”或“中和热”时,只需比较数值大小即可。
2.参加反应的物质的量不同,则反应热的数值也会发生相应的变化,如1 mol H2完全燃烧生成液态水时放出285.8 kJ的热量,2 mol H2完全燃烧生成液态水时则放出571.6 kJ的热量。
3.对于可逆反应,如3H2(g)+N2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol,是指生成2 mol NH3时放出92.4 kJ的热量,而不是3 mol H2和1 mol N2混合,在一定条件下反应就可放出92.4 kJ的热量,实际3 mol H2和1 mol N2混合,在一定条件下反应放出的热量小于92.4 kJ,因为该反应的反应物不能完全转化为生成物。
4.同一反应中物质的聚集状态不同,反应热数值大小也不同。例如,S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1=-Q1;S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2=-Q2,可以理解成固态硫变成气态硫后再发生变化,而由固态到气态是需要吸收能量的,所以Q1>Q2、ΔH1<ΔH2。故当同一反应中只由于聚集状态不同比较反应热的大小时,反应物为固态时放出的热量少,生成物为固态时放出的热量多。
5. 反应物的量相同,生成物的状态不同,反应热数值大小也不相同。如:
例如:
H2 (气) + 1/2 O2 (气) = H2O (g) ΔH= -241.8kJ/mol
H2(气) + 1/2 O2(气) = H2O (l) ΔH= -285.8 kJ/mol
典例1(2018届河南省南阳市第一中学高三第十八次考试)煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) △H1=+218.4 kJ/mol(反应I)
CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s)+4CO2(g) △H2=-175.6 kJ/mol (反应II)
下列有关说法正确的是( )
A. 提高反应体系的温度,能降低该反应体系中SO2生成量
B. 反应II在较低的温度下可自发进行
C. 用生石灰固硫的反应为:4CaO(s)+4SO2(g) 3CaSO4(s)+CaS(s) △H3,则△H3>△H2
D. 由反应I和反应II可计算出反应CaSO4(s)CaO(s)+SO3(g)的焓变
【答案】B
【解析】分析:由已知的两个热化学方程式,结合温度对化学平衡的影响规律,即可分析A选项,根据自
典例2下列各组变化中,化学反应的反应热前者小于后者的一组是
① CH4(g)+2O2(g) === CO2(g)+2H2O(l) ΔH1 ;CH4(g)+2O2(g) === CO2(g)+2H2O(g) ΔH2
② 2H2(g)+O2(g)==2H2O(l) ΔH1 ;H2(g)+O2(g)==H2O(l) ΔH2
③ t℃时在一定条件下,将1 mol SO2和1 mol O2分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中,达到平衡状态时放出的热量分别为Q1、Q2
④ CaCO3(s)==CaO(s)+CO2 (g) ΔH1 ;CaO(s)+H2O(l) === Ca(OH)2(s) ΔH2
A. ①②③ B. ②④ C. ②③④ D. ③④
【答案】A
【解析】①甲烷燃烧生成液体水放热大于甲烷反应生成气体水;焓变包含负号比较;△H1<△H2②氢气和氧气反应相同条件下量不同反应热不同;焓变包含负号比较△H1<△H2③恒容容器中反应进行过程中压强减小,恒压容器中反应过程中压强比恒容容器中大反应物转化率大;△H1<△H2④碳酸钙分解吸热,氧化钙和水反应放热;焓变包含负号比较;△H1>△H2,综上所述:①②③符合,故A正确。
典例3发射用的运载火箭使用的是以液氢为燃烧剂,液氧为氧化剂的高能低温推进剂,已知:
(1)H2(g)=H2(l) ΔH1=-0.92 kJ·mol-1 (2)O2(g)=O2(l) ΔH2=-6.84 kJ·mol-1

下列说法正确的是
A. H2(g)与O2(g)反应生成H2O(g)放热483.6kJ?mol﹣1
B. 氢气的燃烧热为△H=﹣241.8 kJ?mol﹣1
C. 火箭中液氢燃烧的热化学方程式为:2H2(l)+O2(l) = 2H2O(g) ΔH=-474.92kJ·mol-1
D. H2O(g) =H2O(l) ΔH=﹣88kJ·mol-1
【答案】C

【拓展升华】
热化学方程式是表示参加反应的物质的量与反应热关系的化学方程式。热化学方程式的书写除了遵循书写化学方程式的要求外,应侧重从以下几个方面予以考虑:
1.检查ΔH符号的正误
放热反应的ΔH为“-”,吸热反应的ΔH为“+”,单位是kJ/mol,逆反应的ΔH与正反应的ΔH数值相同,符号相反。
2.检查是否注明物质的聚集状态
必须注明每种反应物和生成物的聚集状态,同一个化学反应,物质的聚集状态不同,ΔH数值不同。
3.检查ΔH的数值与化学计量数是否对应
ΔH的大小与反应物的物质的量的多少有关,相同的反应,化学计量数不同时,ΔH不同。
4.特殊反应热
书写表示燃烧热的热化学方程式时,可燃物的化学计量数为1,产物应为完全燃烧生成稳定的化合物,如C燃烧生成CO2而不是CO、H2燃烧生成的是H2O(l)而不是H2O(g)。
考点二精练:
1.(2017江苏)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) △H1=a kJ?mol﹣1
②CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g) △H2=b kJ?mol﹣1
③CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g) △H3=c kJ?mol﹣1
④2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=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)═0.5CH3OCH3(g)+0.5H2O(l)的△H=d/2kJ?mol﹣1
D.反应 2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)的 △H=(2b+2c+d ) kJ?mol﹣1
【答案】C

2.甲醇质子交换膜燃料电池中,将甲醇蒸气转化为氢气的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)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A. CH3OH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的过程一定要吸收能量
D. 根据②推知反应:CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】A项,燃烧热是指在25℃,101 kPa时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,反应②中生成物不是水,而是氢气,故A错误;B项,反应①是吸热反应,反应物的总能量应该低于生成物的总能量,故B错误;C项,由反应①和②可知,CH3OH转变成H2的过程不一定吸收能量,故C错误;D项,由于气态甲醇的能量高于液态甲醇的能量,所以气态甲醇发生反应②放出的热量要大于液态甲醇发生反应②放出的热量,因为放热越多,ΔH越小,故D正确。
3.根据表中的信息判断下列说法错误的是( )
物质
外观
熔点
燃烧热/(kJ·mol-1)
金刚石
无色,透明固体

395.4
石墨
灰黑,不透明固体

393.5


A. 由表中信息可得如图所示的图象:

B. 由表中信息知C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH=+1.9 kJ·mol-1
C. 由表中信息可推知相同条件下金刚石的熔点低于石墨的熔点
D. 表示石墨燃烧热的热化学方程式为C(石墨,s)+O2(g)===CO(g)ΔH=-393.5 kJ·mol-1
【答案】D

4.(2018届四川省凉山州高三第三次诊断性检测)2SO2(g)十O2(g)2SO3(g) △H = -198kJ·mol-1,在V2O5存在时,该反应机理为:
Ⅰ:V2O5+ SO2→2VO2 +SO3(快) Ⅱ: 4VO2+O2→2V2O5(慢),下列说法正确的是( )
A. 反应速率主要取决于Ⅰ步反应
B. 该反应逆反应的活化能大于198kJ/mol
C. 2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应能放出198KJ的热量
D. 在恒温、恒容条件下,达到平衡后继续加入少量SO3平衡将向正反应方向移动,所以SO3的体积百分数增大
【答案】B

5.(2018届江苏省南京市高三第三次模拟考试)CO、H2、C2H5OH三种物质燃烧的热化学力程式如下:
①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH1=a kJ/mol
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH2=bkJ/mol
③C2H5OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3=ckJ/mol
下列说法确的是
A. ΔH1>0
B. 2H2O(1)=2H2(g)+O2(g) ΔH=-2bkJ/mol
C. CO2与H2合成C2H5OH反应的原子利用率为100%
D. 2CO(g)+4H2(g)=H2O(g)+C2H5OH(1) ΔH=(2a+4b-c)kJ/mol
【答案】D
【解析】反应①为CO的燃烧,一定是放热反应,所以焓变应该小于0,选项A错误。反应②中水的状态为气态,而选项B中方程式里水的状态为液态,显然无法计算选项B中方程式的焓变,选项B错误。CO2与H2合成C2H5OH反应为2CO(g) + 4H2(g) = H2O(g) + C2H5OH(1),显然原子利用率小于100%,选项C错误。①×2-②×4-③得到:2CO(g) + 4H2(g) = H2O(g) + C2H5OH(1) ΔH=(2a+4b-c)kJ/mol,选项D正确。
考点三 燃烧热 能源
1. 燃烧热
⑴ 定义:在101 kPa时,1 mol纯物质
完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。单位kJ/mol。
⑵在理解物质燃烧热的定义时,要注意以下几点:
① 研究条件: 101 kPa,温度通常是25℃。
②反应程度:完全燃烧,产物是稳定的氧化物。
如H→H2O(l)而不是H2O(g)、C→CO2(g)而不是CO、S→SO2(g)而不是SO3。
③ 燃烧热是以1 mol可燃物作为标准来进行测定的,因此书写表示燃烧热的热化学方程式时,应以1 mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数,其他物质的化学计量数常出现分数。
④ 燃烧热的含义:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol,H2的燃烧热为285.8kJ/mol所表示的含义: 。
2. 中和热
⑴ 定义:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应,生成1mol水时的反应热叫做中和热。
⑵中和热的表示:H+(aq) +OH-(aq)=H2O (l);△H=-57.3kJ/mol。
⑶ 要点
①条件:稀溶液。
②反应物:(强)酸与(强)碱。中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。
③生成1mol水,中和反应的实质是H+和OH-化合生成 H20,若反应过程中有其他物质生成,这部分反应热也不在中和热内。
④放出的热量:57.3kJ/mol
(4)中和热的测定步骤:
a 用大、小烧杯、泡沫塑料、温度计和环形
搅拌棒组装反应装置。(也可在保温杯中进行) b用量筒量取50mL0.5mol的盐酸倒入小烧杯中并用温度计测量温度,记入下表。 c 用另一量筒量取50mL0.55mol的NaOH溶液并测量温度,记入下表。 d把温度计和环形搅拌棒放入小烧杯的盐酸中,并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯,用环形搅拌棒轻轻搅动溶液,并准确读取混合溶液的最高温度,记为最终温度,
记入下表。 e 重复实验两次,取测量所得数据的平均
值作为计算依据。

f 根据实验数据计算中和热。(具体计算不要求)在理解中和热的概念时,要注意以下几点:①研究条件:稀溶液(常用aq来表示稀溶液); ②反应物:酸与碱 ; ③生成物及其物质的量:1 mol H2O; ④放出热量:ΔH<0 单位:kJ/mol。
在书写物质在溶液中发生化学反应的方程式时,我们常用aq来表示稀溶液,稀溶液是指溶于大量水的离子。中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。
特别提醒:因燃烧热、中和热是确定的放热反应,具有明确的含义,故在表述时不用带负号,如CH4的燃烧热为890KJ/mol。强酸与强碱反应的中和热为57.3kJ/mol。
3. 能源
⑴ 能源就是能提供能量的自然资源,它包括化石燃料(煤、石油、天然气)阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。
⑵能源的分类:

典例1下列判断正确的是
A. 反应 TiO2(s)+2Cl2(g) = TiCl4(g) +O2(g) △H>0能自发进行,其原因是△S>0
B. 500℃、30MPa下,将0.5mol N2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,其热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-38.6kJ?mol-1
C. 0.5mol H2SO4与0.5mol Ba(OH)2反应生成1 mol H2O时的反应热叫中和热
D. 已知H﹣H键能436 kJ?mol﹣1,F﹣F键能157 kJ?mol﹣1,H﹣F键能568 kJ?mol﹣1,则H2(g)+F2(g)=2HF(g) △H=﹣25 kJ?mol﹣1
【答案】A

典例2(2018届江苏省南京市金陵中学、海安高级中学、南京外国语学校高三第四次模拟考试)2017年中国首次海域可燃冰(CH4·nH2O,密度ρ1 g·cm-3)试开采成功。若以辛烷代表汽油(密度ρ2 g·cm-3)的组成,下列说法不正确的是
① CH4(g) + 2O2(g) =CO2(g) + 2H2O(l) ΔH1 = —a kJ·mol-1
② 2C8H18(l) + 25O2(g) =16CO2 (g) + 18H2O(l) ΔH 2 = —b kJ·mol-1
A. 可燃冰适宜保存在低温,高压的环境中
B. 1 m3可燃冰可释放出标准状况下m3的CH4
C. 汽油的燃烧热约为0.5b kJ·mol-1
D. 1m3可燃冰释放出的甲烷燃烧放出的热量约为等体积汽油的倍
【答案】B
【解析】分析:A项,可燃冰适宜保存在低温、高压的环境中;B项,1m3可燃冰的质量为ρ1106g,n(CH4·nH2O)=mol,释放出CH4物质的量为mol;C项,根据②,汽油的燃烧热为0.5bkJ/mol;D项,分别计算1m3可燃冰释放出的CH4燃烧放出的能量和1m3汽油燃烧放出的能量。
详解:A项,可燃冰是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质,可燃冰适宜保存在低温、高压的环境中,A项正确;B项,1m3可燃冰的质量为ρ1106g,n(CH4·nH2O)=mol,释放出CH4
典例3(2018届四川省双流中学高三考前第二次模拟考试)下列实验方案合理且能达到对应目的的是
实验目的
实验方案
A
制备Fe(OH)3胶体
向25 mL沸水中逐滴加入5~6滴饱和FeCl3溶液,加热煮沸至溶液呈红褐色
B
除去乙酸乙酯中的乙酸
向混合物中加入饱和氢氧化钠溶液,充分振落、静置、分液
C
比较HClO、HCN的酸性强弱
用pH试纸测浓度相同的NaClO溶液和NaCN溶液的pH值
D
测定中和反应的反应热
50 mL5.0 mol/L 的盐酸和 50 mL5.0 mol/L 的 NaOH 溶液反应
【答案】A
【解析】分析:A.制备氢氧化铁胶体时,煮沸至溶液呈红褐色停止加热,且不能搅拌;B.乙酸乙酯在浓氢氧化钠溶液中会发生水解,以此分析;C. NaClO溶液具有强氧化性,不能利用pH试纸测定pH,以此解题;D.中和热是强酸强碱的稀溶液生成1mol水放出的热,以此解题。
详解:A.制备氢氧化铁胶体的正确方法为:向25mL沸水中逐滴加入5~6滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热,故A正确;
B.乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,乙酸与碳酸钠反应,可用碳酸钠溶液除去乙酸,氢氧化钠溶液碱性太强,乙酸乙酯会发生水解,所以B选项是错误的。 C. NaClO溶液具有强氧化性,不能利用pH试纸测定pH,应利用pH计测定pH比较酸性强弱,故C错误; D.中和热是强酸强碱的稀溶液生成1mol水放出的热,5.0 mol/L浓度较大,产生较大误差,故D错误; 所以A选项是正确的。
【总结提升】
燃烧热和中和热的区别与联系


?点
燃烧热
中和热
能量变化
放热反应
ΔH
ΔH<0 , 单位 kJ/mol



反应物的量
可燃物为1mol
可能是1mol也可以是0.5mol(或不限)
生成物的量
不限量
H2O 1mol
反应热的含义
1mol反应物完全燃烧时放出的热量;不同的物质燃烧热不同
酸碱中和生成1molH2O时放出的热量,强酸强碱间的中和反应中和热大致相同,均约57.3kJ/mol
考点三精练:
1.(2018届北京市东城区高三4月综合练习一)我国科学家利用蜡虫肠道菌群,将塑料降解时间从500年缩减到24小时,并用同位素示踪法证实了聚乙烯降解为CO2。下列有关该过程说法不正确的是
A. 一定发生了氧化反应
B. 只涉及碳碳键的断裂
C. 同位素示踪法是从微观角度识别物质的变化
D. 该研究成果有利于缓解塑料垃圾引起的环境问题
【答案】B

2.(2018届山东省天成大联考)在其他条件相同时,反应N2+O22NO分别在有、无催化剂时的能量变化与反应进程如下图所示:下列说法中正确的是

A. 该反应为放热反应
B. 加入催化剂可以改变反应的焓变
C. 加入催化剂可以改变反应的活化能
D. 0.1mol N2和0.1molO2充分反应吸热18.26 kJ
【答案】C

3.(2018届北京市房山区高三4月模拟)三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂,其催化剂表面物质转化的关系如图所示,下列说法正确的是

A. 在转化过程中,氮元素均被还原
B. 依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程
C. 还原过程中生成0.1mol N2,转移电子数为0.5 mol
D. 三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化
【答案】D
【解析】A、根据图中信息可知,NOx被氧气氧化得到硝酸盐,氮元素被氧化,硝酸盐还原产生氮气,氮元素被还原,选项A错误;B、催化剂参与储存和还原过程,但反应前后质量和化学性质不变,选项B错误;C、还原过程中氮元素从+5价降为0价,生成0.1mol N2,转移电子数为1.0 mol,选项C错误;D、三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化,转化为无污染的气体再排放,选项D正确。答案选D。
4.(2018年天津市滨海新区七所重点学校高三毕业班联考)反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔH = a kJ/mol,能量变化如图所示。下列说法中,不正确的是( )

A. 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(l) ΔH > a kJ/mol
B. 过程II可能使用了催化剂,使用催化剂不可以提高SO2的平衡转化率
C. 反应物断键吸收能量之和小于生成物成键释放能量之和
D. 将2molSO2(g) 和1mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后放出或吸收的热量小于┃a┃ kJ
【答案】A

5.(2018届甘肃省白银市一中高三3月测试)已知:①C6H12O6(s)===2C2H5OH(l)+2CO2(g) ΔH1
② 6CO2(g)+6H2O(g)===C6H12O6(s)+6O2(g) ΔH2
③ 2H2O(g) ===2H2(g)+O2(g) ΔH3
④ 2CO2(g)+6H2(g) === C2H5OH(l)+3H2O(g) ΔH4
下列有关说法正确的是( )
A. H2的燃烧热为
B. 反应①使用催化剂,ΔH1将减小
C. 标准状况下,反应②生成1.12 L O2,转移的电子数为0.1×6.02×1023
D. 2ΔH4=ΔH1+ΔH2-6ΔH3
【答案】D
【解析】根据2H2O(g) ===2H2(g)+O2(g)反应可知,H2(g)+1/2O2(g) ==H2O(g) ,?H=1/2ΔH3,但是氢气的燃烧热指的是生成液态水,所以,?H=1/2ΔH3,不是氢气的燃烧热,A错误;催化剂不能改变反应的焓变,B错误;反应②每生成6mol O2转移电子24mol,则在标准状况下,生成1.12 L O2,转移电子数为0.2×6.02×1023,C错误;根据盖斯定律:①+②-6×③,得反应4CO2(g)+12H2(g) ===2 C2H5OH(l)+6H2O(g) 2ΔH4=ΔH1+ΔH2-6ΔH3,D正确;正确选项D。
6.(2018年湖北省长望浏宁四县高三3月联合调研考试)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. 在该过程中,CO断键形成C和O B. 状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应过程
C. CO和O生成CO2是吸热反应 D. CO和O生成了具有极性共价键的CO2
【答案】D

7.(2018年3月浙江省暨阳联考)根据如下能量关系示意图,下列说法正确的是

A. 1 mol C(g)与1 mol O2(g)的能量之和为393.5 kJ
B. 反应2CO(g)+O2(g) ==2CO2(g)中,生成物的总能量大于反应物的总能量
C. 由C→CO的热化学方程式为:2C(s)+O2(g) ==2CO(g) ΔH= ?221.2 kJ?mol?1
D. 热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出热量,则CO热值ΔH= ?10.1 kJ?mol?1
【答案】C
【解析】A、由图可知:1mol C(s) 与1mol O2(g)的能量之和大于393.5 kJ,而1mol C(g) 与1mol O2(g)的能量之和远大于393.5 kJ,故A错误;B、由图可知:1molCO( g)和0.5mol的O2(g)生成1molCO2( g) 放出282.9kJ的热量,所以反应2CO( g)+O2(g)═2CO2( g) 中,反应物的总能量大于生成物的总能量,故B错误;C、由图可知:1molC(s)和0.5molO2(g)转化为1mol的CO( g),放出热量为:393.5-282.9=110.6kJ,所以2C(s)+O2(g)═2CO( g)△H=-221.2kJ/mol,故C正确;D、热值指在一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量,燃烧产物在该条件下是一种较为稳定的状态,则CO的热值为kJ/g=10.1kJ/g,单位不正确,故D错误;故选C。
8.(2018年安徽省合肥市高三第二次教学质量检测)化学知识无处不在,下列与古诗文记载对应的化学知识不正确的是
常见古诗文记载
化学知识
A
《荀子·劝学》:冰水为之,而寒于水。
冰的能量低于水,冰变为水属于吸热反应
B
《泉州府志》:元时南安有黄长者为宅煮糖,宅垣忽坏,去土而糖白,后人遂效之。
泥土具有吸附作用,能将红糖变白糖
C
《天工开物》:凡研硝(KNO3)不以铁碾入石臼,相激火生,祸不可测。
性质不稳定,撞击易爆炸
D
《本草纲目》:釆蒿蓼之属,晒干烧灰,以原水淋汁,久则凝淀如石(石碱),浣衣发面。
石碱具有碱性,遇酸产生气体
【答案】A

考点四 化学反应热的计算
1. 盖斯定律
⑴ 盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热相同。换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
归纳总结:反应物A变为生成物D,可以有两个途径:
① 由A直接变成D,反应热为△H;
② 由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别为△H1、△H2、△H3。
如下图所示:

则有△H=△H1+△H2+△H3
山的高度与上山 化学反应的热效应
的途径无关 的途径无关
盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但利用盖斯定律不难间接计算求得。
⑵ 应用
盖斯定律:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同。换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。因为有些反应进行得很慢,有些反应不容易直接发生,这给测定反应热造成了困难.此时如果应用盖斯定律,就可以间接地把它们的反应热计算出来。
2. 根据反应物和生成物的键能计算反应热:
ΔH=反应物的总键能—生成物的总键能
【深度解读】
⑴ 计算时一定要注意是什么化学键,单键还双键,一个分子中有多少个共价键。如1molSi晶体中含有2molSi-Si共价键。
⑵ 有时还要利用题目中的条件构造一个新的热化学方程式或关系式,如可根据燃烧热的定义,写出热化学方程式,再结合题目中的热化学方程式,利用盖斯定律进行计算。
典例1已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g);△H=-72KJ/mol,蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30KJ,其他的相关数据如下表:
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
1mol分子中化学键断裂
时需要吸收的能量/kJ
436
a
369
则表中a为
A. 404 B. 260 C. 230 D. 200
【答案】D
【解析】在H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)△H=-72kJ/mol反应中,蒸发1mol Br2(l)需要吸收的能量为30kJ,则H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)△H=(-72kJ/mol-30kJ/mol)=-102kJ/mol,反应热等于反应物的总键能减生成物的总键能,则-102=436+a-2×369,a=200,故选D。
典例2 (2018届新疆高三第一次适应性检测一模)选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝技术是一种成熟的NOx控制处理方法,主要反应如下:
①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) △H1=a kJ·mol-1
②4NH3(g)+2NO2(g)+O2(g)3N2(g)+6H2O(g) △H2=b kJ·mol-1
副反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H4=d kJ·mol-1
可以计算出反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的△H为( )
A. (4b-3a+d)/4 B. (4a-3b+d)/4 C. (3b-4a+d)/4 D. (3a-4b+d )/4
【答案】D

典例3(2018届江苏省泰州市高三第一次调研)已知: ①C6H12O6(s)=2C2H5OH(l)+ 2CO2(g) △H1
②6CO2(g)+6H2O(g)=C6H12O6(s)+6O2 △H2
③2H2O(g)=2H2(g)+ O2(g) △H3
④2CO2(g)+6H2(g)=C2H5OH(l)+3H2O △H4
下列有关说法正确的是
A. H2的燃烧热为
B. 反应①使用催化剂,△H1将减小
C. 标准状况下,反应②生成1.12LO2,转移的电子数为0.1×6.02×1023
D. 2△H4=△H1+△H2-6△H3
【答案】D
【解析】A.根据③2H2O(g)=2H2(g)+ O2(g) △H3,则2molH2完全燃烧生成液态水放出的热量大于△H3,所以氢气的燃烧热大于,选项A错误;B、催化剂不能改变反应的焓变,选项B错误;C、反应②每生成6molO2转化24mol电子 ,则标准状况下,反应②生成1.12LO2,转移的电子数为0.2×6.02×1023,选项C错误;D、根据盖斯定律,由①+②-6③得反应4CO2(g)+12H2(g)=2C2H5OH(l)+6H2O,则2△H4=△H1+△H2-6△H3,选项D正确。答案选D。
【总结提升】应用盖斯定律进行简单计算的注意事项:
① 当反应方程式乘以或除以某数时,△H也应乘以或除以该数。
② 反应方程式进行加减时,△H也同样进行加减运算,且计算过程中要带“+”“-”。
③ 运用盖斯定律进行计算并比较反应热的大小时,同样要把△H看做一个整体。
④ 在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的变化,状态由固到液到气变化时,会吸热;反之会放热。
⑤ 当设计的反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。运用盖斯定律关键在于分析总反应可由哪些中间过程构成,化简要细心,计算时△H(带“+”“-”)也要参与运算。
⑥ 不论一步进行还是分步进行,始态和终态完全一致,盖斯定律才成立。
⑦ 某些物质只是在分步反应中暂时出现,最后应该恰好消耗完。
考点四精练:
1.(2018届江苏省淮安市等四市高三上学期第一次模拟)通过以下反应均可获取O2。下列有关说法不正确的是
①光催化分解水制氧气:2H2O(l)=2H2(g) + O2(g) ΔH1=+571.6 kJ·mol-1
②过氧化氢分解制氧气:2H2O2(l)=2H2O(l) + O2(g) ΔH2=-196.4 kJ·mol-1
③一氧化氮分解制氧气:2NO(g)=N2(g) + O2(g) ΔH3=-180.5 kJ·mol-1
A. 反应①是人们获取H2的途径之一
B. 反应②、③都是化学能转化为热能
C. 反应H2O2(l)=H2O(g)+ O2(g)的ΔH=-98.2 kJ·mol-1
D. 反应2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(l)的ΔH=-752.1 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】

2.(2018届河南省中原名校高三上学期第五次联考)已知:①1 mol晶体硅中含有2 mol Si—Si键。
②Si(s)+O2(g)SiO2(s) ΔH,其反应过程与能量变化如图所示。


化学键
Si―O
O=O
Si―Si
断开1 mol共价键所需能量/kJ
460
500
176
下列说法正确的是
A. 晶体硅光伏发电将化学能转化为了电能
B. 二氧化硅稳定性小于硅的稳定性
C. ΔH=?988 kJ·mol?1
D. ΔH=a?c
【答案】C

3.(2018届吉林省实验中学高三一模)已知:①CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-a kJ·mol-1
②CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-b kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH3=-c kJ·mol-1
④H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH4=-d kJ·mol-1 下列叙述正确的是
A. 由上述热化学方程式可知ΔH3<ΔH4
B. H2的燃烧热为d kJ·mol-1
C. CH3OH(g)===CO(g)+2H2(g) ΔH=( a- b-2c)kJ·mol-1
D. 当CO和H2的物质的量之比为1∶2时,其完全燃烧生成CO2和H2O(l)时,放出Q kJ热量,则混合气中CO的物质的量为mol
【答案】B

4.(2018届江苏省前黄高级中学、如东高级中学、姜堰中学等五校高三上学期第一次学情监测)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程中能量变化如图所示(图中E表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能。下列有关叙述正确的是

A. 该反应的逆反应为放热反应,升高温度可提高活化分子的百分数
B. ΔH=E1-E2,使用催化剂改变活化能,但不改变反应热
C. 该反应中,反应物的总键能大于生成物的总键能
D. 500℃、101kPa下,将1molSO2(g)和0.5molO2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)放热akJ,其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH =-2akJ·mol-1
【答案】B
【解析】A. 根据图中信息可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应的正反应为放热反应,则逆反应为吸热反应,选项A错误;B、根据反应的焓变等于反应物的总能量-生成物的总能量得:ΔH=E1-E2,使用催化剂改变活化能,但不改变反应热,选项B正确;C、该反应中,反应物的总键能小于生成物的总键能,选项C错误;D、反应是可逆反应,反应不可能完全,将1molSO2(g)和0.5molO2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g),生成的SO3(g)没有1mol,放热akJ,则500℃、101kPa下,将1molSO2(g)和0.5molO2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)放热akJ,其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH <-2akJ·mol-1,选项D错误。答案选B。
5.(2018届辽宁省丹东市五校协作体高三上学期联考)已知25℃、101kPa时:
4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) △H =-2835kJ·mol-1
4Al(s)+2O3(g)=2Al2O3(s)△H =-3119kJ·mol-1
下列说法正确的是:( )
A. O3比O2稳定,由O2转化为O3是吸热反应
B. O2比O3稳定,由O2转化为O3是放热反应
C. 等质量的O2比O3能量高,由O2转化为O3是放热反应
D. 等质量的O2比O3能量低,由O2转化为O3是吸热反应
【答案】D

6.(2018届安徽省蒙城县第一中学、淮南第一中学等高三上学期“五校”联考)“稀土之父“徐光宪在《化学分子共和国》中介绍了许多物质,下列有关说法不正确的是
A. 固态CO2 俗称干冰,大量排放易造成温室效应
B. 碘单质“望酸碱而逃”指:碘单质遇碱歧化为I-和IO3-,再遇酸归中成碘单质
C. CO会引起煤气中毒,冬天用煤进行取暖时,在屋内放置一盆水,就可以有效防止中毒
D. NO自述“诞生在闪电的弧光中,强大的能量造就了我”指:高压放电情况下,N2和O2生成NO
【答案】C
【解析】A、固态CO2 俗称干冰,造成温室效应、地球变暖的主要原因之一是CO2排放过多,选项A正确;B、碘单质“望酸碱而逃”指:碘单质遇碱歧化为I-和IO3-,再遇酸归中成碘单质,反应离子方程式为:3I2+6OH-=5I-+ IO3-+3H2O、5I-+ IO3-+6H+=3I2+3H2O,选项B正确;C、CO难溶于水,屋内放置一盆水,无法防止中毒,选项C不正确;D、高压放电情况下,N2和O2生成NO,反应方程式为:N2+O22NO,选项D正确。答案选C。
7.(2018届河南省豫北豫南高三第二次联考)HBr被O2氧化依次由如下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、三步反应组成,1molHBr被氧化为Br2放出12.67kJ热量,其能量与反应进程曲线如图所示。
(Ⅰ)HBr(g)+O2(g)==HOOBr(g)
(Ⅱ)HOOBr(g)+ HBr(g)==2HOBr(g)
(Ⅲ)HOBr(g)+ HBr(g)== H2O(g)+ Br2(g)
下列说法正确的是

A. 三步反应均为放热反应
B. 步骤(I)的反应速率最慢
C. HOOBr比HBr和O2稳定
D. 热化学方程式为4HBr(g)+O2(g)==2H2O(g)+2Br2(g) △H=-12.675kJ?mol-1
【答案】B

8.(2018届黑龙江省哈尔滨市第三中学高三第三次验收考试)一定条件下,密闭容器中发生反应M(g)N(g),反应过程中的能量变化如图中曲线1所示。下列说法错误的是

A. 该反应正反应活化能为(E3-E2)kJ?mol-1
B. 该反应的反应热为(E1-E2) kJ?mol-1
C. 曲线II表示其他条件不变,升高温度时的能量变化
D. 曲线III表示其他条件不变,加入催化剂时的能量变化
【答案】C

9.(2018届安徽省A10联盟高三11月联考)四氯化钛是乙烯聚合催化剂的重要成分,制备反应如下:
①TiO2(s) + 2Cl2(g) = TiCl4(g) + O2(g) △H1= +175.4kJ/mol
②C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) △H2= -110.45 kJ/mol,下列说法正确的是
A. C的燃烧热为110.45kJ/mol
B. 应①若使用催化剂,△Hl会变小
C. 应①中的能量变化如右图所示
D. 反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H= -45.5kJ/mol
【答案】D
【解析】A.C的燃烧热对应完全燃烧产物CO2,故A错误;B. 使用催化剂不改变△H,故B错误;C. 反应①是吸热反应,生成物能量高于反应物,故C错误;D. 反应①+2②得TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H=-45.5KJ/mol,故D正确。故选D。
10.(2018届河南省豫南豫北名校高三精英联赛)用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是(夹持装置未画出)

A. 用装罝甲检验溶液中是否有K+ B. 用装置乙验证牺牲阳极的阴极保护法
C. 用装置丙进行中和热的测定 D. 用装罝丁加热熔融NaOH固体
【答案】B

11.(2018届河北省沧州市普通高中高三教学质量监测)一定条件下,密闭容器中发生反应M(g)N(g) △H,反应过程中的能量变化如图中曲线I所示。下列说法正确的是( )

A. △H=(E2-E1)kJ·mol-1
B. 正反应的活化能为(E3-E2)kJ·mol-1
C. 曲线Ⅱ表示其他条件不变,升高温度时的能量变化
D. 曲线Ⅲ表示其他条件不变,加入崔化剂时的能量变化
【答案】B
【解析】△H=(E1-E2)kJ·mol-1,故A错误;正反应的活化能为(E3-E2)kJ·mol-1,故B正确;升高温度反应速率加快,活化能不变,故C错误;加入崔化剂不能改变焓变,故D错误。
12.(2018届河南省洛阳市高三上学期尖子生第一次联考)已知25℃、101 kPa下,如下图所示,石墨的燃烧热为一393.51 kJ·mol-1,金刚石的燃烧热为一395.4kJ·mol-1。下列表达正确的是

A. 金刚石比石墨稳定
B. C(s、石墨)=C(s、金刚石) △H=+1.9 kJ/mol
C. △H1<△H2
D. 如果使用催化剂,△H1和△H2都变小
【答案】B

13.(2018年浙江省丽水衢州湖州三地市教学质量检测)N4分子结构为正四面体(如图所示)。己知:断裂N4(g)中1molN-N键吸收193kJ能量,形成N2(g)中1 molN≡N放出941 kJ能量。下列说法正确的是

A. 形成1 molN4(g)中的化学键放出193kJ的能量
B. N4(g)比N2(g)更稳定
C. lmolN2(g)完全转化为N4(g),体系的能量增加362kJ
D. N4(g) =2N2(g) △H=724kJ·mol-1
【答案】C
【解析】A.从结构图中可看出,一个N4分子中含有6个N-N键,形成1 molN4(g)中的化学键放出6×193kJ的能量,A错误;B.从结构图中可看出,一个N4分子中含有6个N-N键,根据N4(g)=2N2(g)可知△H=6×193 kJ?mol-1-2×941 kJ?mol-1=-724 kJ?mol-1,这说明氮气的总能量小于N4(g),因此N2(g)比N4(g)更稳定,B错误;C.根据B中分析可知lmolN2(g)完全转化为N4(g),体系的能量增加362kJ,C正确;D.由B可知,D错误,答案选C。
14.(2018届河南省漯河市高级中学高三上学期第四次模拟考试)高纯晶体硅是信息技术的关键材料。
(1)硅元素位于周期表的________周期______族。下面有关硅材料的说法中正确的是_____(填字母)。
A.碳化硅化学性质稳定,可用于生产耐高温水泥
B.氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承
C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料光导纤维
D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,故在玻璃尖口点燃H2时出现黄色火焰
E. 盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
(2)工业上用石英砂和焦炭可制得粗硅。
已知:

请将以下反应的热化学方程式补充完整:SiO2(s)+2C(s)═Si(s)+2CO(g) △H=_____________
(3)粗硅经系列反应可生成硅烷(SiH4),硅烷分解生成高纯硅.已知硅烷的分解温度远低于甲烷,用原子结构解释其原因:________________________________,Si元素的非金属性弱于C元素,硅烷的热稳定性弱于甲烷。
(4)将粗硅转化成三氯氢硅(SiHCl3),进一步反应也可制得高纯硅。
①SiHCl3中含有的SiCl4、AsCl3等杂质对晶体硅的质量有影响.根据下表数据,可用_________________方法提纯SiHCl3。
物质
SiHCl3
SiCl4
AsCl3
沸点/℃
32.0
57.5
131.6
②用SiHCl3制备高纯硅的反应为 SiHCl3(g)+H2(g) Si(s)+3HCl(g),不同温度下,SiHCl3的平衡转化率随反应物的投料比(反应初始时,各反应物的物质的量之比)的变化关系如图所示。下列说法正确的是_____________________(填字母序号)。
a.该反应的平衡常数随温度升高而增大
b.横坐标表示的投料比应该是
C.实际生产中为提高SiHCl3的利用率,应适当升高温度
③整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HC1和另一种物质,写出配平的化学反应方程式:____________________________________。
【答案】3 ⅣA BCD +638.4 kJ·mol-1 C和Si最外层电子数相同(或“是同主族元素”), C原子半径小于Si(或“C原子电子层数少于Si”) 蒸馏(或分馏) a、c SiHCl3+3H2O===H2SiO3↓+H2↑+3HC1↑
【解析】(1)硅元素三个电子层,最外层4个电子,位于周期表的第三周期ⅣA族;
A、碳化硅属于原子晶体,化学性质稳定且熔点较高,但不可用于生产耐高温水泥,故A错误;B、氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料之一,氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承,故B正确;C、光导纤维是高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料,故C正确;D、普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,含有钠元素,在玻璃尖口点燃H2时出现黄色火焰,故D正确;E、盐酸不与硅反应,硅和氢氟酸反应,采用的是氢氟酸为抛光液抛光单晶硅,故E错误。
故答案为:3;ⅣA;BCD;
(2)根据两个反应过程能量变化图象可知:Si(s)+O2(s)=SiO2(s)△H=-859.4 kJ?mol-1 2C(s)+O2(s)=2CO(g)△H=-221.0 kJ?mol-1,用第二个方程式减去第一个方程式得出所需反应,SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g)△H=+638.4 kJ?mol-1,得到△H=+638.4 kJ?mol-1,
故答案为:+638.4 kJ?mol-1;

15.(2018届河南省南阳市高三第三次联考)硫酸钙来源于烟气脱硫、磷酸盐工业和其他工业的副产品,可用于生成硫酸及其硫化物等。硫酸钙在高温下被CO还原,发生的反应有:
I.CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s) +4CO2(g) △Hl 平衡常数K1
II.CaSO4(s) +CO(g) CaO(s) +SO2(g)+CO2(g) △H2 平衡常数K2
III.3CaSO4(s)+CaS(s) 4CaO(s) +4SO2(g) △H3=+1049.2kJ/mol 平衡常数K3
(1)△H3 =___(用△H1、△H2表示);平衡常数K3 =_______(用K1、K2表示)。
(2)上述反应的平衡常数的对数值(lgK)与温度(T)的关系如下图所示:

①△H1_________0(填”>”或”<")。
②若只发生反应I,A点c(CO)/c(CO2)=__________(填数值)。
③若只发生反应II 和III,B 点c(CO)、c(CO2) 及c(SO2)之间的关系是__________。
【答案】4△H2-△H1 < 1×10-4 c(CO2)=c(CO)·c3(SO2)
c(CO2)=c(CO)·c3(SO2)。
16.(2018届贵州省贵阳市第一中学、凯里市第一中学高三下学期高考适应性月考)第三周期的元素单质及其化合物有广泛的用途,请根据相关知识回答下列问题:
(1)原子最外层电子数是核外电子总数的元素,其原子结构示意图为________________;还原性最弱的简单阴离子__________ (填离子符号)。
(2)晶体硅(熔点1410℃)是良好的半导体材料,可通过如图所示过程制备:

在上述由SiCl4制纯硅的反应中, 测得每生成2.8kg纯硅需要吸收akJ热量,请写出该反应的热化学方程式___________________。
(3)氯化铝的水溶液可用于净水,其原因是_________ (用离子方程式表示)。
工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含有Fe2O3、SiO2等杂质)来制取无水氯化铝的一种工艺流程如图所示:

已知:
物质
SiCl4
AlCl3
FeCl3
FeCl2
Al2O3
Fe2O3
SiO2
沸点/℃
57.6
180(升华)
300(升华)
1023
2980
3414
2230

①工业制铝时,电解Al2O3而不电解AlCl3的理由是____________。
② 步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多, 其作用是_________ (只要求写出一种)。
③步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气,则生成相对原子质量比硅大的单质______________。
④尾气经冷却至室温后用足量的KOH浓溶液吸收,生成的盐中除了K2CO3外,还有3种,其化学式分别为________________;其中一种盐可用于实验室制O2,若不加催化剂,400℃时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐的阴阳离子个数比为1:1。写出该反应的化学方程式:________________。
⑤结合流程及相关数据分析,步骤V中加入铝粉的目的是__________________。
【答案】 SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g) △H=+0.01akJ·mol-1 Al3++3H2O Al(OH)3+3H+ AlCl3是共价化合物 可以防止后续步骤生成的AlCl3水解,同时由于增大反应物的接触面积,使反应速率加快 铁 KCl、KClO、KClO3 4KClO3KCl+3KClO4 除去FeCl3,提高AlCl3纯度
【解析】(1) 第三周期的元素,原子最外层电子数是核外电子总数的元素是P,其原子结构示意图为;非金属性最强的元素是Cl,所以还原性最弱的简单阴离子 。

17.(2018届河北省邢台市高三12月质量检测)氨广泛用于生产化肥、制冷剂等方面。回答下列问题:
(1)实验室可用下图所示装置合成氨。

①亚硝酸钠与氯化铵反应的离子方程式为_____________________。
②锥形瓶中盛有一定量水并滴有几滴酚酞试剂。反应一段时间后,锥形瓶中溶液变红,则气体X的成分为N2、水蒸气、_____和____(填化学式)
(2)最近斯坦福大学研究人员 发明 了一种SUNCAT的锂循环系统,可持续合成氨,其原理如图所示。

①图中反应Ⅱ属于________(填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)。
②反应Ⅲ中能量转化的方式是________(填“电能转变为化学能”或“化学能转变为电能”)。
(3)液氨可用作制冷剂,液氨气化时________(填“释放”或“吸收”)能量;液氨泄漏遇明火会发生爆炸。已知部分化学键的键能数据如下表所示:
共价键
N-H
O=O
N≡N
O-H
键能/kJ.mol-1
391
498
946
463
则反应4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)的反应热△H=__________。
【答案】NO2+NH4+N2↑+2H2O H2 NH3 非氧化还原反应 电能转变为化学能 吸收 -1262 kJ.mol-1
【解析】(1)①亚硝酸钠具有强氧化性与氯化铵发生氧化还原反应,生成氮气,反应的离子方程式为NO2+NH4+N2↑+2H2O,故答案为:NO2+NH4+N2↑+2H2O;
②锌与稀硫酸反应生成的氢气与亚硝酸钠和氯化铵反应生成的氮气在催化剂作用下反应生成了氨气,因此锥形瓶中酚酞溶液变红,则气体X的成分为N2、水蒸气、H2、NH3,故答案为:H2、NH3;
(2)①反应Ⅱ是Li3N与水反应生成氨气的过程,反应中没有元素化合价的变化,属于非氧化还原反应,故答案为:非氧化还原反应;

18.(2018届广东省茂名市高三五大联盟学校9月份联考)煤燃烧后的主要产物是CO、CO2。
(1)已知: ①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H1=+131.3kJ·mol-1
②C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H2=+90.0kJ·mol-1
③CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(g) △H3=________。
⑵以CO2为原料可制备甲醇:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g) + H2O(g) △H =-49.0 kJ·mol-1,向1 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO2 (g)和3 mol H2(g),测得CO2 (g)和CH3OH(g)浓度随时间的变化如图1所示。

①0?8 min内,以氢气表示的平均反应速率v(H2)=_____mol ? L-1? min-1。
②在一定条件下,体系中CO2的平衡转化率(a)与L和X的关系如图2所示,L和X分别表示温度或压强。X表示的物理量是______(填“温度”或“压强”),L1____(填“〉”或“ <”)L2。
(3)向一体积为20 L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2发生反应:2 CO2(g)2CO(g)+ O2 (g),在不同温度下各物质的体积分数变化如图3所示。

1600℃时反应达到平衡,则此时反应的平衡常数K=_______。
【答案】+41.3 0. 28 (或 0.28125) 压强 < 0.0125
【解析】(1)已知:①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)△H1=+131.3KJ/mol,②C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)△H2=+90.0kJ/mol,③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3,根据盖斯定律:①-②得到CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3=+41.3kJ/mol,故答案为:+41.3;
(2)①结合化学平衡三行计算列式计算,向1L 的恒容密闭容器中充入1molCO2(g)和3mol H2(g),测得CO2(g)和CH3OH(g)浓度随时间的变化如图1 所示,N起始量为1.00mol/L为二氧化碳,平衡后二氧化碳的为0.25mol/L,物质的量为0.25mol,
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始量(mol) 1 3 0 0
变化量(mol)0.75 2.25 0.75 0.75

=40%,x=0.025mol/L,平衡常数K==0.0125,故答案为:0.0125。



1.(2018届河南省郑州市高三下学期第三次模拟考试)化学与生活密切相关。下列分析不正确的是
A. “煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”,句中涉及的的能量变化主要是化学能转化为热能和光能
B. 食品添加剂可以改善食品品质及延长食品保存期,在添加时无需对其用量进行严格控制
C. “一带一路”是“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”的简称。丝绸的主要成分是蛋白质
D. 绿色化学是指在化学产品的设计、开发和加工生产过程中减少使用或产生对环境有害物质的科学
【答案】B

2.(2018届湖南省长沙市长郡中学高考押题卷二)《淮南万毕术》中有“曾青得铁,则化为铜,外化而内不化”,下列说法中正确的是
A. “外化”时化学能转化为热能
B. “化为铜”表明铁转化为铜
C. “内不化”是因为内部的铁活泼性较差
D. 反应中溶液由蓝色转化为黄色
【答案】A
【解析】“曾青得铁,则化为铜”指Fe从CuSO4溶液中置换出Cu,反应为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。A项,“外化”时发生反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,该反应为放热反应,“外化”时化学能转化为热能,A项正确;B项,“化为铜”表明Fe从CuSO4溶液中置换出Cu,B项错误;C项,“内不化”是Fe置换出的Cu覆盖在Fe的表面,导致内部Fe不能与Cu2+反应,C项错误;D项,CuSO4溶液呈蓝色,FeSO4溶液呈淡绿色,D项错误;答案选A。
3.(2018届福建省莆田市高三下学期第二次(5月)质量测试)用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是

甲 乙 丙 丁
A. 用装置甲进行中和热的测定
B. 用装置乙制取CO2气体
C. 用装置丙蒸发CH3COONa溶液得CH3COONa晶体
D. 用装置丁模拟工业制氨气并检验产物
【答案】C

4.(2018届福建省福州市高三下学期5月模拟考试)一定条件下,在水溶液中1mol Cl-、ClOx- (x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是

A. 这些离子中结合H+能力最强的是E
B. A、B、C、D、E五种微粒中C最稳定
C. C→B+D,反应物的总键能大于生成物的总键能
D. B→A+D反应的热化学方程式为:3ClO—(aq) == ClO3—(aq) + 2Cl—(aq) △H = -116kJ?mol-1
【答案】D
【解析】分析:从图示变化看,A为Cl-,B为ClO-,C为ClO2-,D为ClO3—,E为ClO4-;能量越低越稳定,-1价的Cl-能量最低,也最稳定,+3价的ClO2-能量最高,最不稳定;酸性越弱的酸,越容易结合氢离
5.(2018届江苏省徐州市高三考前模拟检测)联氨(N2H4)常温下为无色液体,可用作火箭燃料。下列说法不正确的是
① 2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) ΔH1
② N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ΔH2
③ O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) ΔH3
④ 2 N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH4=﹣1048.9 kJ·mol-1
A. O2(g)+2H2(g)=2H2O(l) ΔH5,ΔH5>ΔH3
B. ΔH4﹦2ΔH3﹣2ΔH2﹣ΔH1
C. 1 mol O2(g) 和2 mol H2(g)具有的总能量高于2 mol H2O(g)
D. 联氨和N2O4作火箭推进剂的原因之一是反应放出大量的热
【答案】A
【解析】分析:本题考查反应热的大小比较,盖斯定律及物质稳定性的比较,依据概念分析。
详解:A. O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) ΔH3;O2(g)+2H2(g)=2H2O(l) ΔH5;
两个反应均为放热反应,ΔH均为负值,放热越多ΔH越小,由于生成液态水放热更多,所以ΔH5<ΔH3,A错误;
B.根据盖斯定律,③×2-②×2-①得,2 N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g),所以ΔH4﹦2ΔH3﹣2ΔH2﹣ΔH1,B正确;
C. O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) ΔH3,该反应为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,所以C正确;
D. 由ΔH4=﹣1048.9 kJ·mol-1知,反应放出大量的热,所以可以用联氨和N2O4作火箭推进剂,D正确;因此,本题正确答案为A。
6.(2018届浙江省余姚中学高三选考科目模拟卷一)下列关于反应能量的说法正确的是
A. Zn(s)+CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216 kJ·mol-1,则反应物总能量>生成物总能量
B. 相同条件下,如果1 mol氢原子所具有的能量为E1,1 mol氢分子的能量为E2,则2E1=E2
C. 101 kPa时,2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-572 kJ·mol-1,则H2的燃烧热为-572 kJ·mol-1
D. H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合后放出57.3 kJ的热量
【答案】A

7.(2018届江苏省泰州中学高三第四次模拟)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,会污染大气。采用NaClO、Ca(C1O)2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行税硫、脱硝,下列说法正确的是
①SO2(g)+2OH-(aq) SO32-(aq)+H2O(l) ΔH1=a KJ/mol
②ClO-(aq)+SO32-(aq)SO42-(aq)+Cl-(aq) ΔH2=b KJ/mol
③CaSO4(s)Ca2+(aq)+ SO42- (aq) ΔH3=c KJ/mol
④SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq) CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)ΔH4=dKJ/mol
A. 随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐减小
B. 反应①、②均为氧化还原反应
C. 反应Ca(OH)2(aq)+H2SO4(aq)=CaSO4(s)+2H2O(1)的ΔH=-ckJ/mol
D. d=a+b+c
【答案】A
【解析】A.由反应①和④可知,随着吸收反应的进行,不断消耗OH-,因此导致吸收剂溶液的pH逐渐减小,A正确;B. 反应①没有发生化合价的变化,不是氧化还原反应,B错误;C. 反应Ca(OH)2(aq)+H2SO4(aq)=CaSO4(s)+2H2O的离子方程式为:Ca2++ SO42- +2OH-+2H+CaSO4↓ +2H2O,该离子反应不是反应③的逆反应,因此ΔH-ckJ/mol,C错误;D.根据盖斯定律可知④=①+②-③,所以d=a+b-c,D错误;答案选A.
8.(2018届黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学高三第四次模拟考试)我国学者研制了一种纳米反应器用于催化草酸二甲酯(DMO)和氢气反应获得EG.反应过程示意图如下:÷

下列说法不正确的是
A. Cu纳米颗粒将氢分子解离成氢原子
B. DMO分子中只有碳氧单键发生了断裂
C. 反应过程中生成了EG和甲醇
D. EG和甲醇不是同系物
【答案】B

9.(2018年辽宁省葫芦岛市普通高中高三第二次模拟考试)一定条件下,在水溶液中1 mol Cl-、ClOx-(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是

A. a、b、c、d、e中,c最稳定
B. b→a+c反应的活化能为反应物能量减生成物能量
C. b→a+d反应的热化学方程式为:3ClO-(aq)=ClO3-(aq)+2Cl-(aq)ΔH=+116 kJ·mol-1
D. 一定温度下,Cl2与NaOH溶液反应生成的产物有a、b、d,溶液中a、b、d的浓度之比可能为11∶1∶2
【答案】D

10.(2018届南通泰州扬州等七市高三化学三模)向湿法炼锌的电解液中同时加入Cu和CuSO4,可生成CuCl沉淀除去Cl—,降低对电解的影响,反应原理如下:
Cu(s)+Cu2+(aq)2Cu+(aq) ΔH1=a kJ·mol-1
Cl—(aq)+Cu+(aq)CuCl(s) ΔH2=b kJ·mol-1
实验测得电解液pH对溶液中残留c(Cl—)的影响如图所示。下列说法正确的是

A. 向电解液中加入稀硫酸,有利于Cl-的去除
B. 溶液pH越大,Ksp(CuCl)增大
C. 反应达到平衡增大c(Cu2+),c(Cl—)减小
D. Cu(s)+Cu2+(aq)+Cl—(aq)CuCl(s)的ΔH=(a+2b) kJ·mol-1
【答案】C
【解析】分析:A.根据图像分析pH与氯离子浓度的关系;
B.根据溶度积常数只与温度有关系;
C.根据外界条件对平衡的影响分析;
D.根据盖斯定律计算。

11.(2018届天津市十二重点中学高三下学期毕业班联考)下图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是

A. 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
B. 热稳定性: MgI2 > MgBr2 > MgCl2 > MgF2
C. 工业上可由电解MgCl2溶液冶炼金属Mg,该过程需吸收热量
D. 由图可知此温度下MgBr2(s)与Cl2(g)反应的热化学方 程式为:MgBr2(s)+Cl2(g)MgCl2(s)+Br2(g) ΔH=+117 kJ·mol-1
【答案】A
【解析】根据图像可知,反应物总能量大与生成物总能量,均为放热反应, ΔH均小于零,能自发进行,A正确;反应放热越多,生成的物质越稳定。比较反应热大小可知热稳定顺序为:MgI2 < MgBr2 < MgCl2 12.(2018届河南省南阳市第一中学高三第十五次考试)下列说法正确的是
A. FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板的制作,该反应是置换反应
B. 向纯碱溶液中滴加醋酸,将生成的气体通入澄清的苯酚钠溶液中,观察是否出现沉淀,由此证明醋酸、碳酸、苯酚酸性强弱
C. 反应A(g)B(g) △H,若正反应的活化能为EakJ/mol,逆反应的活化能为EbkJ/mol,则△H=-(Ea-Eb)kJ/mol
D. 3x%的A物质的溶液与x%的A物质的溶液等体积混合后,溶液的质量分数小于2x%,则A物质可能为乙醇
【答案】D

13.(2018届北京市朝阳区高三年级理综二模)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
【解析】A. 根据反应过程示意图,过程Ⅰ中水分子中的化学键断裂的过程,为吸热过程,故A错误;B. 过程Ⅲ中CO、氢氧原子团和氢原子形成了二氧化碳、水、和氢气,H2中的化学键为非极性键,故B错误;C.催化剂不能改变反应的ΔH,故C错误;D. 根据反应过程示意图,过程Ⅰ中水分子中的化学键断裂,过程Ⅱ也是水分子中的化学键断裂的过程,过程Ⅲ中形成了水分子,因此H2O均参与了反应过程,故D正确;故选D。
14.(2018届陕西省宝鸡市高三质量检测三)下列有关实验的说法正确的是
A. 用镊子夹住pH试纸蘸取NH4Cl溶液测溶液的pH
B. 洗涤沉淀时将沉淀转移至烧杯中,进行冲洗后过滤,并重复2-3次
C. 测定中和热的实验中应缓慢地将碱溶液倒入酸中,防止液体飞溅
D. 使用滴定管准确量取一定体积的溶液时,不能将滴定管内液体放空
【答案】D

15.(2018届安徽省淮北市高三第二次模拟考试)混合动力汽车配有电动、汽油双引擎。在减速时,自动捕捉减少的动能;在高速行驶时,启用双引擎,动力更强劲。下列有关混合动力汽车的说法不正确的是

A. 减速制动时动能转化为电能储存在电池中
B. 高速行驶时电池电能转化为汽车部分动力
C. 通过发电机电动机互变循环减少汽车油耗
D. 双动力汽车工作时不会产生废气污染环境
【答案】D
【解析】根据题目信息,在减速时,自动捕捉减少的动能转化为电能储存在电池中,故A正确;在高速行驶时,启用双引擎,电池电能转化为汽车部分动力,故B正确;通过发电机电动机互变循环可以减少汽车油耗,故C正确;汽油引擎工作时,会产生废气污染环境,故D错误。
16.(2018届上海市奉贤区高三第二学期教学质量检测)化学家格哈德·埃特尔证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如下:

下列关于合成氨反应的叙述中不正确的是
A. 该过程表明,在化学反应中存在化学键的断裂与形成
B. 在催化剂的作用下,反应物的化学键变得容易断裂
C. 过程②需吸收能量,过程③则放出能量
D. 常温下该反应难以进行,是因为常温下生成物的化学键难以形成
【答案】D

17.(2018届江苏省泰州中学高三3月月度检测)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) △H1=akJ/mol
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H2=bkJ/mol
③CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H3=ckJ/mol
④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=dkJ/mol
A. 反应①、②为反应③提供原料气,且a>0
B. 反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C. 反应CH3OH(g)=1/2CH3OCH3(g)+1/2H2O(g) △H=d/2kJ/mol
D. 反应2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)的△H=-(2b+2c+d)kJ/mol
【答案】D
【解析】A,反应①、②生成H2和CO2,为反应③提供原料气,反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)为吸热反应,a0,A项正确;B,反应③消耗CO2,是CO2资源化利用的方法之一,B项正确;C,反应④的化学计量数变为原来的,ΔH也变为原来的,反应CH3OH(g)=1/2CH3OCH3(g)+1/2H2O(g)ΔH=d/2kJ/mol,C项正确;D,应用盖斯定律,将②2+③2+④得,2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=(2b+2c+d)kJ/mol,D项错误;答案选D。
18.(2018届浙江新高考研究联盟第二次联考)根据如图的能量图,下列说法正确的是

A. A2(g)+B2(g)=2AB(g)是一个放热反应
B. 2molAB的总能量大于1molA2和lmolB2的能量之和
C. 1molA2(g)和1molB2(g)的能量之和为a kJ
D. 2AB(g)=A2(l)+B2(l) △H<(b-a)kJ/mo1
【答案】D

19.(2018届河南省天一大联考高三阶段性测试三)铁系氧化物材料在光催化、电致变色、气敏传感器以及光电化学器件中有着广泛的应用和诱人的前景。实验室中可利用FeCO3和O2为原料制备少量铁红,每生成160g固体铁红放出130kJ热量,则下列有关该反应的热化学方程式书写正确的是
A. 2FeCO3(s)+O2 (g) =Fe2O3(s)+2CO2(g) △H=-130 kJ/mol
B. 4 FeCO3(s)+O2 (g) =2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H=+260 kJ/mol
C. 4 FeCO3(s)+O2 (g) =2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H=-260 kJ/mol
D. 4 FeCO3(s)+O2 (g) =2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H=+130 kJ/mol
【答案】C
【解析】160g铁红的物质的量为1mol,每生成160g固体铁红放出130kJ热量,生成2mol Fe2O3放出260kJ,所以热化学方程式为4FeCO3(s)+O2(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H=-260kJ/mol,故C正确。
20.(2018届浙江省温州市高三选考适应性测试二模)室温下,CuSO4(s)和 CuSO4·5H2O(s)溶于水及CuSO4·5H2O受热分解的能量变化如图所示,下列说法不正确的是

A. 将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低
B. 将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高
C. △H3>△H2
D. △H1=△H2+△H3
【答案】D

21.(2018届吉林省百校联盟高三TOP20九月联考)几种物质的量关系如图所示,下列说法正确的是

A. C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-74.8kJ/mol
B. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) ΔH=890.3kJ/mol
C. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH=-74.8kJ/mol
D. E1在数值上等于1mol CH4的总键能与2mol H2总键能的差值
【答案】A
【解析】A. 根据图像可知①C(s)+2H2(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) ΔH=-965.1kJ/mol
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) ΔH=-890.3kJ/mol
根据盖斯定律可知①-②即得到C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-74.8kJ/mol,A正确;
B. 根据图像可知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) ΔH=-890.3kJ/mol,B错误;C. 根据以上分析可知C错误;D. E1在数值上等于1molCH4的总键能与1mol碳和2molH2总键能的差值,D错误,答案选A。
22.(2018届湖南省永州市高三上学期第一次模拟考试)下列的图示与对应的叙述相符的是

A. 图1表示向l00mL0.l mol·L-l的A1Cl3溶液中滴加1 mol·L-1的NaOH溶液时n [Al(OH)3]的变化情况
B. 图2表示KNO3的溶解度曲线,图中a点表示的溶液通过升温可以得到b点
C. 图3表示某一放热反应,若使用催化剂,E1、E2、△H都会发生改变
D. 图4表示向Na2CO3溶液中滴加稀盐酸时,产生n(CO2)的情况
【答案】A

23.(2018届“江淮十校”高三第一次联考)已知2Fe2O3(s) +3C(s)=3CO2(g) +4Fe(s) △H=+468.2 kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5 kJ/mol
根据以上热化学方程式判断,下列说法正确的是 ( )
A. C(s)的燃烧热为393.5kJ
B. 右图可表示由C生成CO2的反应过程和能量关系
C. O2(g)与Fe(s)反应放出824.35kJ热量时,转移电子数为4NA
D. Fe2O3(s)+ C(g)= CO2(g)+2Fe(s) △H <234.1 kJ/mol
【答案】D

24.(2018届河南省林州市第一中学高三8月调研考试)如图为氟利昂(如CFCl3)破坏臭氧层的反应过程示意图,下列说法不正确的是

A. 过程Ⅰ中断裂极性键C—Cl键 B. 过程Ⅱ可表示为O3+Cl=ClO+O2
C. 过程Ⅲ中O+O=O2是吸热过程 D. 上述过程说明氟利昂中氯原子是破坏O3的催化剂
【答案】C
【解析】A、过程Ⅰ中CFCl3转化为CFCl2和氯原子,断裂极性键C-Cl键,选项A正确;B、根据图中信息可知,过程Ⅱ可表示为O3 + Cl = ClO + O2,选项B正确;C、原子结合成分子的过程是放热的,选项C错误;D、上述过程说明氟利昂中氯原子是破坏O3的催化剂,选项D正确。答案选C。
25.(2018届福建省永春县第一中学等校高三上学期第一次四校联考)砷为VA族元素,金属冶炼过程产生的含砷有毒废水需处理与检测。
I.已知:As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) ΔH1
H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH2
2As(s)+O2(g) =As2O5(s) ΔH3
则反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH =_______________。
II.冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在,可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水,其工艺流程如下:
已知:①As2S3与过量的S2-存在以下反应:As2S3(s)+3S2-(aq) 2AsS33-(aq);
②亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。
(1)亚砷酸中砷元素的化合价为______;砷酸的第一步电离方程式为_____________。
(2)“一级沉砷”中FeSO4的作用是_______________; “二级沉砷”中H2O2与含砷物质反应的化学方程式为_________。
III.去除水体中的砷,将As(Ⅲ)转化为As(Ⅴ),也可选用NaClO实现该转化。研究NaClO投加量对As(Ⅲ)氧化率的影响得到如下结果:

已知:投料前水样pH=5.81,0.1mol/LNaClO溶液pH=10.5,溶液中起氧化作用的物质是次氯酸。产生此结果的原因是_________________________________________。
【答案】2△H1-3△H2-△H3 +3 H3AsO4H++H2AsO4- 沉淀过量的S2-,使As2O3(a)+3S2-(aq)2AsS32-(aq) 平衡左移,提高沉砷效果。 H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O 起氧化作用的物质是次氯酸,NaClO溶液为碱性,当加入量大时,溶液碱性增强,NaClO溶液浓度增大,水解程度降低,次氯酸不易生成,所以As(Ⅲ)氧化率降低

26.(2018届广东省佛山市普通高中高三教学质量检测一)甲醇水蒸气重整制氢(SRM)系统简单,产物中H2 含量高、CO含量低(CO会损坏燃料电池的交换膜),是电动汽车氢氧燃料电池理想的氢源。反应如下:
反应Ⅰ(主) :CH3OH(g)+ H2O(g) CO2(g)+ 3H2(g) ΔH1=+49kJ/mol
反应Ⅱ(副) :H2(g)+ CO2(g) CO(g)+ H2O(g) ΔH2=+41kJ/mol
温度高于300℃则会同时发生反应Ⅲ: CH3OH(g) CO(g)+2H2(g) ΔH3
(1)计算反应Ⅲ的ΔH3= _________。
(2)反应1能够自发进行的原因是_______________,升温有利于提高CH3OH转化率,但也存在一个明显的缺点是__________。
(3)右图为某催化剂条件下,CH3OH转化率、CO生成率与温度的变化关系。

①随着温度的升高,CO的实际反应生成率没有不断接近平衡状态生成率的原因是____________ (填标号)。
A.反应Ⅱ逆向移动
B.部分CO 转化为CH3OH
C.催化剂对反应Ⅱ的选择性低
D.催化剂对反应Ⅲ的选择性低
②随着温度的升高,CH3OH 实际反应转化率不断接近平衡状态转化率的原因是______。
③写出一条能提高CH3OH转化率而降低CO生成率的措施_________。
(4)250℃,一定压强和催化剂条件下,1.00molCH3OH 和1.32molH2O 充分反应(已知此条件下可忽略反应Ⅲ ),平衡时测得H2为2.70mol,CO有0.030mol,试求反应Ⅰ中CH3OH 的转化率_________,反应Ⅱ的平衡常数_________(结果保留两位有效数字)
【答案】+90kJ/mol 反应Ⅰ为熵增加的反应 CO含量升高,破坏燃料电池的交换膜 C 升温反应速率加快 其它条件不变,提高n(水)/n(甲醇)的比例 (或其它条件不变,选择更合适的借化剂) 91% 5.6×10-3

(4)达平衡时CO有0.03mol,根据反应Ⅱ得到参与反应的氢气为0.03mol,所以反应Ⅰ生成的氢气为2.73mol(平衡剩余氢气2.7mol),根据反应Ⅰ,消耗的甲醇为0.91mol,所以甲醇转化率为91%。根据反应Ⅰ的数据,消耗的水为0.91mol,生成的CO2为0.91mol,则剩余1.32-0.91=0.41mol水,在反应Ⅱ中应该消耗0.03molCO2,生成0.03molCO和0.03mol水,所以达平衡时,水为0.41+0.03=0.44mol,CO2为0.91-0.03=0.88mol。所以反应Ⅱ的平衡常数为(设容器体积为V)。
27.(2018届山西河南省高三年级阶段性测评(四)晋豫省际大联考)“千年大计、国家大事”,雄安新区无疑是今年最受瞩目的地区。不过,近日媒体报道河北廊坊、天津等地存在超大规模的工业污水渗坑,给雄安新区的水环境带来隐患,目前正采用多种方法对污水进行处理,改善水资源状况。
(1)在微生物作用的条件下,废水中的NH4+经过两步反应氧化成NO3-,两步反应的能量变化示意图如下:

①第一步反应是______反应(选填“放热”或“吸热”),判新依据是_________。1mol NH4+ (aq)全部氧化成NO3- (aq)的热化学方程式为_____________。
②一定条件下,向废水中加入CH3OH,将HNO3还原成N2。若该过程中CH3OH反应生成CO2,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比为______.
(2)二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色到橙黄色的气体,是国际上公认为安全、无毒的绿色消毒剂,可以投入废水中清除污染物。
①二氧化氯可以将废水中的氰化物(CN-)氧化成两种无污染气体.写出离子方程式________。
②废水中的重金属离子的危害性很大,二氧化氯能够在弱酸性溶液中把二价锰离子氧化成不溶于水的二氧化锰(MnO2),写出反应的离子方程式_______________。
【答案】放热 △H=-273kJ/mol(或反应物的总能量大于生成物的总能量) NH4+(aq)+2O2(g)=2H+(aq)+NO3-(aq)+H2O(l) △H=-346kJ/mol 5:6 2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl- 2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+12H++2Cl-
【解析】(1)①从图中得到第一步反应的反应物的能量高于生成物的能量,所以是放热反应。从左图得到NH4+(aq)+3/2O2(g)=2H+(aq)+NO2-(aq)+H2O(l) △H=-273kJ/mol;从右图得到NO2-(aq)+1/2O2(g) = NO3-(aq)
28.(2018届吉林省吉大附中高三第四次模拟考试)李克强总理在《2018年国务院政府工作报告》中强调“今年二氧化硫、氮氧化物排放量要下降3%。”因此,研究烟气的脱硝(除NOx)、脱硫(除SO2)技术有着积极的环保意义。
(1)汽车的排气管上安装“催化转化器”,其反应的热化学方程式为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.50kJ·mol-1。T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中,若温度和体积不变,反应过程中(0~15min) NO的物质的量随时间变化如图。

①图中a、b分别表示在相同温度下,使用质量相同但表面积不同的催化剂时,达到平衡过程中n (NO)的变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是___________。(填“a”或“b”)
②T℃时,该反应的化学平衡常数K=_______________;平衡时若保持温度不变,再向容器中充入CO、CO2各0.2 mol,则平衡将_________移动。(填“向左”、“向右”或“不”)
③15min时,若改变外界反应条件,导致n (NO)发生图中所示变化,则改变的条件可能是_________________ (任答一条即可)。
(2)在催化剂作用下,用还原剂[如肼(N2H4)]选择性地与NOx反应生成N2和H2O。
已知200℃时:Ⅰ.3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g) ΔH1=-32.9 kJ·mol-1;
II. N2H4(g)+H2(g) =2NH3(g) ΔH2=-41.8 kJ·mol-1。
①写出肼的电子式:____________________。
②200℃时,肼分解成氮气和氢气的热化学方程式为: _____________________________。
③目前,科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝原理,其脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如下图所示。

为达到最佳脱硝效果,应采取的条件是_________________________________________。
(3)利用电解装置也可进行烟气处理,如图可将雾霾中的NO、SO2分别转化为NH4+和SO42-,阳极的电极反应式为____________________________;物质A是______________ (填化学式)。

【答案】b 5 L/mol 不 增加CO的物质的量浓度或减少生成物浓度或降温等 N2H4(g)=N2(g)+2H2(g) ΔH=+50.7 kJ·mol-1 350℃左右、负载率3% SO2+ 2H2O-2e-=SO42-+4H+ H2SO4
【解析】分析:(1)我们知道物质的表面积对反应速度有影响,同样催化剂的表面积也影响催化效率;利用图象中NO的数据,结合化学方程式即可算出平衡常数K;当温度不变时,K值也不变,利用浓度商与K做比较,即可判断平衡的移动方向;根据外界条件对化学平衡的影响可分析出n(NO)减小的原因;(2)利用
29.(2018届四川省宜宾市高高三第三次诊断考试)NOx是造成大气污染的主要物质,用还原法将其转化为无污染的物质,对于消除环境污染有重要意义。
(1) 已知:2C(s)+O2(g)2CO(g) △H1= -221.0 kJ/mol
N2(g)+O2(g)2NO (g) △H2= +180.5 kJ/mol
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H3= -746.0 kJ/mol
回答下列问题:
①用焦炭还原NO生成无污染气体的热化学方程式为_______。
②在一定温度下,向甲、乙、丙三个恒容密闭容器中加入一定量的NO和足量的焦炭,反应过程中测得各容器中c(NO)(mol/L)随时间(s)的变化如下表。
已知:三个容器的反应温度分别为T甲= 400℃、T乙= 400℃、T丙= a ℃
时间
0 s
10 s
20 s
30 s
40 s

2.00
1.50
1.10
0.80
0.80

1.00
0.80
0.65
0.53
0.45

2.00
1.45
1.00
1.00
1.00

甲容器中,该反应的平衡常数K=_______。丙容器的反应温度a _______400℃(填“?”、“<”或“=”),理由是_______。
(2)用NH3催化还原NOx消除氮氧化物的污染。
已知:8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g) +12H2O(l) △H<0。相同条件下,在2 L密闭容器内,选用不同的催化剂进行反应,产生N2的量随时间变化如图所示。

①在催化剂A的作用下,0~4 min的v(NH3) = _______。
②该反应活化能Ea(A)、Ea(B)、Ea(C)由大到小的顺序是_______,理由是_______。
③下列说法正确的是_______(填标号)。
a.使用催化剂A达平衡时,△H值更大
b.升高温度可使容器内气体颜色加深
c.单位时间内形成N-H键与O-H键的数目相等时,说明反应已经达到平衡
d.若在恒容绝热的密闭容器中反应,当平衡常数不变时,说明反应已经达到平衡
【答案】2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g) △H=-573.75kJ/mol ? 甲、丙容器中反应物起始量相同,丙容器达平衡的时间比甲容器达平衡的时间短 0.5mol/(Lmin) Ea(C) ? Ea(B) ? Ea(A) 相同时间内生成的N2越多,反应速率越快,活化能越低 b c d
【解析】(1)①2C(s)+O2(g) 2CO(g) △H1= -221.0 kJ/mol
②N2(g)+O2(g)2NO (g) △H2= +180.5 kJ/mol
③2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H3= -746.0 kJ/mol
①用焦炭还原NO生成无污染气体的化学方程式为:2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g),该方程式由(③+①-②)/2得来,故该反应的△H=(△H3+△H1- △H2)/2=-573.75kJ/mol,故该反应的热化学方程式为:2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g) △H=-573.75kJ/mol;
②甲容器中,发生反应2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g)根据容器中c(NO)(mol/L)随时间(s)的变化,
2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g)
起始浓度 2 0 0
转化浓度 1.2 0.6 0.6
平衡浓度 0.8 0.6 0.6

30.(2018届甘肃省西北师范大学附属中学高三冲刺诊断考试)能源是人类共同关注的重要问题。页岩气是从页岩层中开采出来的一种非常重要的天然气资源,页岩气的主要成分是甲烷,是公认的洁净能源。
(1)页岩气不仅能用作燃料,还可用于生产合成气(CO和H2)。CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应 CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H1
已知:①CH4、H2、CO 的燃烧热(△H)分别为-a kJ?mol-1、-b kJ?mol-1、-c kJ?mol-1;
②H2O (l) =H2O(g); △H=+dkJ?mol-1
则△H1= ___________(用含字母a、b、c、d的代数式表示)kJ?mol-1。
(2)用合成气生成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2,在10L恒容密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如下图所示,200℃时n(H2)随时间的变化如下表所示:

t/min
0
1
3
5
n(H2)/mol
8.0
5.4
4.0
4.0
①△H2_________ (填“>”“<”或“ = ”)0。
②下列说法正确的是____________ (填标号)。
a.温度越高,该反应的平衡常数越大
b.达平衡后再充入稀有气体,CO的转化率提高
c.容器内气体压强不再变化时,反应达到最大限度
d.图中压强p1③ 0?3 min内用CH3OH表示的反应速率v(CH3OH)=________mol ? L-1·min-1。
④ 200℃时,该反应的平衡常数K =_______。向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入2 mol CO、2 mol H2、2 mol CH3OH,保持温度不变,则化学平衡____________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
(3)甲烷、氧气和KOH溶液可组成燃料电池。标准状况下通入5.6 L甲烷,测得电路中转移1.2 mol电子,则甲烷的利用率为_________。
【答案】-a+3b+c–d < cd (或0.067) 6.25 正向 60%
【解析】(1) CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H1,已知:①CH4、H2、CO 的燃烧热(△H)分别为-a kJ?mol-1、-b kJ?mol-1、-c kJ?mol-1;②H2O (l) =H2O(g); △H=+dkJ?mol-1,由盖斯定律可知,②×3+③-①-④可知,则△H1=-a+3b+c–d kJ?mol-1。
(2)CO的平衡转化率与温度和压强的关系如下图所示,200℃时n(H2)随时间的变化如下表所示:,①由图示可知在恒压条件下,随着温度的升高CO的转化率降低,
31.(2018届福建省三明市高三下学期质量检查测试)硫化碳又称氧硫化碳(化学式为COS),是农药、医药和其它有机合成的重要原料。COS的合成方法之一是在无溶剂的条件下用CO与硫蒸气反应制得,该法流程简单、收效高,但含有CO2、SO2等杂质。
(1)COS的电子式为_________。
(2)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理是: 2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH+3H2O(g) △H=-173.6 kJ/mol
下图是不同起始投料时,CO2的平衡转化率随温度变化的关系,图中m=,为起始时的投料比,则 m1、m2、m3从大到小的顺序为_______,理由是____________。

(3)天然气部分氧化制取的化工原料气中,常含有COS。目前COS水解是脱除COS的常见方法,即COS在催化剂作用下与水蒸气反应生成硫化氢,生成的硫化氢可用氧化锌等脱硫剂脱除。
①COS 水解的化学方程式为_________________。
②常温下,实验测得脱硫(脱除硫化氢)反应过程中,每消耗4.05gZnO,放出3.83 kJ热量。该脱硫反应的热化学方程式为_________________。
③近年来,电化学间接氧化法处理硫化氢的技术得到较快发展。该方法是利用Fe3+在酸性条件下与H2S反应生成硫单质,反应后的溶液再用电解的方法“再生”,实现循环利用。电解法使Fe3+“再生”的离子方程式为___________,该反应的阳极材料是______。
④常温下,HCl和CuCl2的混合溶液中,c(H+) =0.30mol/L,c(Cu2+) =0.10mol/L,往该溶液中通入H2S 至饱和(H2S的近似浓度为0.10mol/L),_____(填“能”或“不能”)出现沉淀,用必要的计算过程和文字说明理由。
(已知Ka1(H2S)= 1.3×10-7,Ka2(H2S)= 7.0×10-5,Ksp(CuS) = 1.4×10-36)
【答案】 m1>m2>m3 温度相同时,投料比m增大,增加H2的量,CO2转化率增大 COS+H2OCO2+H2S ZnO(s)+ H2S(g)=ZnS(s)+ H2O(l) △H=-76.6kJ/mol Fe2++2H+2Fe3++H2↑ 碳棒、铂棒等惰性电极材料 能
【解析】(1)COS的电子式为;(2)m=越大,越有利于二氧化碳的转化,二氧化碳的转化率越大,故m1>m2>m3,理由是温度相同时,投料比m增大,增加H2的量,CO2转化率增大;(3)①COS 水解生成二氧化碳和氢硫酸,反应的化学方程式为COS+H2OCO2+H2S;②常温下,实验测得脱硫(脱除硫化氢)反应过程中,每消耗4.05g即0.05molZnO,放出3.83 kJ热量,故若消耗1molZnO则放出76.6kJ热量。该脱硫反应的热化学方程式为ZnO(s)+ H2S(g)=ZnS(s)+ H2O(l) △H=-76.6kJ/mol;③电解法使Fe3+“再生”是在酸性条件下Fe2+失电子产生Fe3+,同时生成氢气,反应的离子方程式为Fe2++2H+2Fe3++H2↑,该反应的阳极材料是碳棒、铂棒等惰性电极材料;④c(H+) =0.30mol/L,c(Cu2+) =0.10mol/L,c(H2S)0.10mol/L,Ka1(H2S)= ==1.3×10-7,,Ka2(H2S)=== 7.0×10-5,,Q sp(CuS) =>Ksp(CuS) = 1.4×10-36),故能出现沉淀。
32.(2018届广东省茂名市五大联盟学校高三五月联考)二氧化硫是大气污染物,利用SO2→CaSO4→CaS转化可实现变废为宝。
回答下列问题:
(1)已知:Ⅰ.C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H1=+172kJ·mol-1;
Ⅱ.CaSO4(s)+2C(s)=2CO2(g)+CaS(s) △H2=+226kJ·mol-1。
若某反应的平衡常数表达式为K=c4(CO),请结合反应Ⅰ、Ⅱ写出此反应的热化学方程式:_____________。
(2)向体积为2L的恒容密闭容器中充入1molSO2、4molCO和催化剂,发生反应
SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(g) △H,测得温度对SO2的转化率及催化剂效率的影响如图1所示:

①该反应的△H__________0(填“>”或“<”, 下同 );图 中M、N两点的平衡常数:KM_____KN。
②M点时的化学平衡常数K=____________。
(3)向浓度均为0.01mol·L-1的Na2SO4和Na2CO3混合溶液中滴加氯化钙溶液,测得分散系中两种酸根离子的浓度随c(Ca2+ )的变化如图2所示[已知:Ksp(CaCO3)=3×10-9]:

①图中 a=_____________。
②该温度下,Ksp(CaSO4)=________________。
(4)某研究小组设计图3所示装置将副产品CO转化为CH4和Q。该电解总反应的离子方程式为_____________________________。

(5)标准状况下,向1L含NaOH、Ca(OH)2各0.1mol的溶液中不断通入SO2至过量,请画出生成沉淀的物质的量(mol)与通入SO2体积(L)的关系图。______

【答案】CaSO4(s)+4C(s)=4CO(g)+CaS(s) △H=+570kJ·mol-1 < > 0.11(或) 1×10-4 9×10-6 4CO+3CO32-+5H2O6HCO3-+CH4
SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(g)
开始时的浓度(mol/L) 0.5 2 0 0
改变的浓度(mol/L) 0.25 0.5 0.5 0.25
平衡时的浓度(mol/L) 0.25 1.5 0.5 0.25

33.(2018届山东省滨州市高三下学期第二次模拟)碳的化合物在生产生活和环境保护中应用广泛。
Ⅰ.碳氧化合物的综合利用
(1)利用CO可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NO 排放。
已知:反应Ⅰ:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746 kJ·mol-1
反应Ⅱ:4CO(B)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) △H=-1200kJ·mol-1
则反应NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)的△H=__________kJ·mol-1。
在一定条件下,将NO2与CO以体积比1:2置于恒容密闭容器中发生反应Ⅱ,下列能说明反应达到平衡状态的是______________。
a.体系压强保持不变 b.容器中气体密度保持不变
c.混合气体颜色保持不变 d.NO2 与CO的体积比保持不变
(2)工业上利用CO 与Cl2在活性炭催化下合成光(COCl2),反应方程式为: CO(g) +Cl2(g) COCl2(g) △H<0。某研究小组在恒温条件下,向2L恒容容器中加入0.2molCO和0.2molCl2,10min时达到平衡,测得10min 内v(COCl2)=7.5×10-3mol·L-1·min-1,则平衡时n(Cl2)=________ mol,设此时CO的转化率为a1,若其它条件不变,上述反应在恒压条件下进行,平衡时CO的转化率为a2,则a1_______a2 (填“>”“=”或“<”)
(3)利用“组合转化技术”可将CO2 转化成乙烯,反应方程式为:6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)。实验测得温度对CO2 平衡转化率、催化剂催化效率的影响如图a所示。下列说法正确的是________________
a.N点正反应速率一定大于M 点正反应速率
b.250℃时,催化剂的催化效率最大
c.M点平衡常数比N点平衡常数大
d.随着温度升高,乙烯的产率增大

Ⅱ.碳氢化合物的综合利用
利用甲烷的裂解可以制得多种化工原料,甲烷裂解时发生的反应有:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g),2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) 。实验测得平衡时气体分压(Pa)与温度(℃)之间的关系如图b所示(气体分压=总压×气体的物质的量分数)。
(4)1725 ℃时,向1L恒容密闭容器中充入0.3 molCH4达到平衡,则反应2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)的平衡常数KP=___________(用平衡分压代替平衡浓度),CH4生成C2H2 的平衡转化率为__________________。
【答案】-227 ac 0.05 < bc 1.0×107Pa 62.5%
【解析】(1)已知:反应Ⅰ:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746 kJ·mol-1
反应Ⅱ:4CO(B)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) △H=-1200kJ·mol-1
则反应NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)由 (反应Ⅱ-反应Ⅰ)/2得来,故该反应的△H=(-1200+746)/2= -227 kJ·mol-1;在一定条件下,将NO2与CO以体积比1:2置于恒容密闭容器中发生反应Ⅱ,该反应是气体分子数减少的反应,当 a.体系压强保持不变,说明各物质的量不变,可以说明达到平衡,故a正确;b.因为该反应中,所有物质均是气体,气体总质量、总体积均不变,容器中气体密度一直不变,故b错误;c.混合气体颜色保持不变,说明NO2(g)浓度不变,故c正确; d.NO2 与CO的体积比刚开始就是1:2,系数之比也是1:2,故在反应过程中NO2 与CO的体积比一直保持不变,故d错误;故选ac;
(2)根据反应: CO(g) +Cl2(g) COCl2(g) 在恒温条件下反应
起始浓度 0.1 0.1 0
反应浓度 0.075 0.075 0.075
平衡浓度 0.025 0.025 0.075
则平衡时n(Cl2)=0.025mol/L×2L=0.05mol;

34.(2018年宁德市普通高中毕业班5月理综化学质量检测)为保护环境,汽车尾气中SO2和NOX的脱除已经引起了人们的广泛关注。
(1)SO2易溶于水,其水溶液被称为“亚硫酸”溶液。在“亚硫酸”溶液中存在下列平衡:SO2 + xH2OSO2·xH2O K1、SO2·xH2OH++ HSO3-+(x﹣1)H2O K2
温度升高时,平衡常数增大的是______________(填“K1”或“ K2”)。
(2)汽车尾气中的NO2和SO2直接反应可生成SO3。已知:
N2(g)+O2(g)=2NO (g) ΔH =+180.5 kJ·mol﹣1
2NO(g)+ O2(g)=2NO2(g) ΔH =-113.0 kJ·mol﹣1
2SO2(g)+ O2(g)=2SO3(g) ΔH =-196.6 kJ·mol﹣1
写出NO2与SO2反应生成SO3(g)和N2的热化学方程式______________。
(3)液相吸收法去除汽车尾气中SO2、NOX。
①SO2、NOX在自来水、纯水及氨水中的吸收率如下。
吸收剂
自来水
纯水
氨水
SO2吸收率
51.4%
41.4%
85.5%
NOx吸收率
5%
5%
5%

ⅰ.自来水中SO2吸收率比纯水的高,可能的原因是_________________。
ⅱ.氨水吸收SO2的化学方程式为______________。
ⅲ.三种吸收剂中NOX的吸收率均较低,可能原因是______________(填标号)。
a. NO难溶于水 b. NO2难溶于水 c. NO、NO2均不与氨水反应
②吸收液中加Fe2(SO4)3,将NO转化为NO2-,提高脱硝率。写出该反应离子方程式____________。
(4)电化学膜技术去除汽车尾气中的SO2。尾气中的SO2 预氧化生成SO3并伴随O2一同到达多孔阴极板。

①写出多孔阴极的电极反应式_____________________。
②该电解池除尾气脱硫外,还有的作用是_____________。
【答案】K2 2NO2(g)+ 4SO2(g)= 4SO3(g) + N2(g) ΔH =-460.7kJ·mol-1或:NO2(g)+ 2SO2(g)= 2SO3(g)+1/2N2(g) ΔH =-230.4 kJ·mol-1 自来水碱性较强 SO2 + 2NH3·H2O = (NH4)2SO3 + H2O 或SO2 + NH3·H2O = NH4HSO3 a Fe3+ + NO + H2O = Fe2+ + NO2- +2H+(或Fe3+ + NO + H2O = Fe2+ + HNO2 + H+) O2 + 4e- + 2SO3 = 2SO42- 富集并回收SO3
【解析】(1)温度升高时,电离程度增大,平衡SO2·xH2OH++ HSO3-+(x﹣1)H2O正向移动,平衡常数K2增大;(2)已知:①N2(g)+O2(g)=2NO (g) ΔH =+180.5 kJ·mol﹣1
②2NO(g)+ O2(g)=2NO2(g) ΔH =-113.0 kJ·mol﹣1
③2SO2(g)+ O2(g)=2SO3(g) ΔH =-196.6 kJ·mol﹣1

35.(2018届安徽省皖南八校高三第三次联考4月)“低碳经济”备受关注,CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。将一定量的CO2(B)和CH4(g)通入一恒容密闭容器中发生反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。回答下列问题:
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H1=-802 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H2=-283kJ·mol-1
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H3=-41 kJ·mol-1
则反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g) +2H2(g)的△H =___________。
(2)其他条件相同,在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ)作用下,反应经过相同时间时,体系中CO含量随反应温度的变化如图1所示。
①在a点与c点对应的反应条件下,反应继续进行一段时间后达到平衡,平衡常数K(a 点)________K(c点 )( 填“>”“ <”或“=”)。
②b点CO含量低于c点的原因是____________________。
(3)为了探究反应:CO2(g) +CH4(g)2CO(g)+2H2(g)的反应速率与浓度的关系,起始时向恒容密闭容器中通入CO2与CH4,使其物质的量浓度均为1.0 mol·L-1,平衡时,根据相关数据绘制出两条反应速率与浓度关系曲线(如图2):v正~c(CH4)和v逆~c(CO)。则与曲线v正~c(CH4)相对应的是图中曲线____________(填“甲”或“乙”);该反应达到平衡后,某一时刻降低温度,反应重新达到平衡,则此时曲线甲对应的平衡点可能为____________(填字母)。

(4)将足量CO2通入饱和氨水中可得氮肥NH4HCO3。在NH4HCO3溶液中,反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=_________(已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5,H2CO3的电离平衡常数Ka2=4×10-11)。
(5)科学家用氮化镓材料与铜组装成如图3所示的人工光合系统,利用该装置成功地实现了用CO2和H2O合成CH4。。氮化镓(GaN)表面发生__________(填“氧化”或“还 原”)反应,铜电极上的电极反应式为____________。
【答案】+248kJ·mol-1 = c点温度高于b点,反应速率快,相同时间内生成的CO多 乙 E 1.25×10-8 氧化 CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O

(3) CO2(g) + CH4(g) 2CO(g) + 2H2(g)
起始量(mol·L-1) 1.0 1.0 0 0
随着反应进行,CO2(g) 和CH4(g)的浓度都减小,所以乙图是v正~c(CH4)相对应的曲线。因为CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)的△H =+248kJ·mol-1,反应达到平衡后,某一时刻降低温度,平衡向逆反应反向移动,CO(g)和 H2减小,CO2(g)和CH4(g)增大,可能达到E点,
(4) NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3 K=[c(H2CO3).c(NH3·H2O)]/[c(NH4+).c(HCO3-)]
将足量CO2通入饱和氨水中可得氮肥NH4HCO3。在NH4HCO3溶液中,反应的平衡常数,NH3·H2O的电离平衡常数Kb= [c(NH4+).c(OH-)]/(NH3·H2O)=2×10-5,H2CO3的电离平衡常数Ka2=[c(CO32-)c(H+)]/c(HCO3-)=4×10-11)。
(5)原电池中电子从负极流向正极,则Cu电极为正极, 氮化镓(GaN)做负极,其表面发生氧化反应,正极上CO2得电子生成CH4,则铜电极表面的电极反应式为: CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O; 因此,本题正确答案是: 氧化CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O。
36.(2018届河南省新乡市高三第三次模拟测试)从煤化工行业中可以得到许多重要的工业资源。回答下列问题:
(1)从煤的气化获得的化工原料气中含有的少量羰基硫(COS)会引起催化制中毒,大气污染等问题。
①羰基硫与烧碱溶液反应生成两种正盐的离子方程式为_________________________________。
②羰基硫的脱硫方法之一为COS(g)+H2(g)=H2S(g)+ CO(g) ΔH=+7kJ·mol-1,已知反应中部分物质的键能数据如下:
化学键
C=O
C=S
H-S
H-H
键能(kJ·mol-1)
745
577
339
436
则CO分子中的碳氧键的键能为_________________。
(2)羰基硫在高温下发生水解反应:COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g)。T℃时,将0.30 molCOS(g)与0.50mol H2O(g)充入10L的恒容密闭容器中,30 s后反应达到平衡状态,此时H2S的物质的量分数为0.30。
①0~30 s内,COS的平均反应速率v(COS)=___________,该反应的平衡常数K=__________(保留3位有效数字)。
②向反应容器中再分别充入下列气体,能使COS的转化率增大的是_________(填字母)。
A.COS B.H2O C.H2S D.CO2
(3)将含H2S尾气的空气按一定流速通入酸性FeCl3溶液中,可实现含H2S尾气的空气脱硫。在FeCl3 溶液吸收H2S的过程中,溶液中的n(Fe3+)及被吸收的n(H2S)随时间t的变化如图所示。

①由图中信息可知,0~t1时间段内,一定发生的反应是__________________________(用离子方程式表示)。
②t1时刻后,溶液中n(Fe3+)保持微量减少至基本不变,其原因是__________________________________。
【答案】COS+4OH-=S2-+CO32-+2H2O 1073kJ·mo1-1 8.0×10-4mol·L-l·s-1(或0.048 mol·L-l·min-1) 3.69 B H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+ t1时刻后,溶液中的Fe2+被空气氧化为Fe3+,生成的Fe3+再与H2S发生氧化还原反应,因而溶液中的Fe3+的量基本不变
【解析】①根据原子守恒规律:羰基硫与烧碱溶液反应生成硫化钠和碳酸钠两种正盐,离子方程式为COS+4OH-=S2-+CO32-+2H2O;正确答案COS+4OH-=S2-+CO32-+2H2O。
②设CO分子中的碳氧键的键能为X kJ·mo1-1,反应热=反应物总键能-生成物总键能=745+577+436-2×339-X=+7,X=1073kJ·mo1-1;正确答案:1073kJ·mo1-1。
(2)①设COS的变化量为x mol,计算如下:
COS(g) + H2O(g) H2S(g)+CO2(g)
起始: 0.3 0.5 0 0
变化: x x x x
平衡: 0.3-x 0.5-x x x

①由图中信息可以知道, 0~t1时间段内,铁离子浓度在下降,所以一定发生的反应H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+;正确答案: H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+。
②t1时刻后,溶液中的Fe2+被空气氧化为Fe3+,生成的Fe3+再与H2S发生氧化还原反应,因而溶液中的Fe3+的量基本不变;正确答案:t1时刻后,溶液中的Fe2+被空气氧化为Fe3+,生成的Fe3+再与H2S发生氧化还原反应,因而溶液中的Fe3+的量基本不变。
47.(2018年贵州省普高等学校招生适应性考试)铑基催化剂催化CO加氢合成甲醇(CH3OH)、乙醛(CH3CHO)、乙醇等碳的含氧化合物是近年来化学界比较活跃的研究课题之一。
(1)已知:(ⅰ)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol
(ⅱ)2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-24.5kJ/mol
(ⅲ)C2H5OH(g)CH3OCH3(g) △H3=+50.7kJ/mol
则由CO催化加氢制备乙醇气体(另一产物为水蒸汽)的热化学反应方程式为________。
(2)直接甲醇燃料电池(DMFC)成本低、效率高,某研究所尝试用DMFC电解处理含氰电镀废水。调节废水pHl0~12.5,电解过程中,CNˉ先被氧化成CNOˉ(两种离子中氮元素均为-3价),再进一步氧化为碳酸盐和N2。
①请写出CNOˉ被氧化的电极反应式________。
②欲处理1m3CNˉ含量为390mg/L的电镀废水,至少需准备________kg甲醇。
(3)在2.0L密闭容器中放入1 molCO与2molH2,在反应温度T1时进行如下反应:
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),反应时间(t)与容器内气体总物质的量(n)的数据见下表:
时间t/min
0
1
2
3
4
5
6
总物质的量n/mol
3.0
2.7
2.5
2.3
2.1
2.0
2.0

①在0~5min时段,反应速率v(CH3OH)为________;有利于提高上述反应平衡转化率的条件是________。
A.高温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.低温高压
②计算温度T1时反应的平衡常数K1________;T1时达平衡后,改变反应温度为T2,平衡常数增大,则T2________T1(填“大于”“小于”),判断理由是________。
【答案】2CO(g)+4H2(g)C2H5OH(g)+H2O(g) △H=-255.4kJ/mol 2CNO-+8OH--6e-=2CO32- +N2↑+4H2O 0.4 0.05mol·L-l·min-1 D 1(L/mol)2 小于 平衡常数增大,说明反应向正方向进行,反应正方向放热,故温度降低

(2)①根据题意,电解过程中,废水为碱性,CNOˉ(C是+4价、N是-3价)被氧化为碳酸盐和N2,故其电极先写:2CNO-- = 2CO32-+N2↑ C的化合价没变,生成1mol N2,失去6mol电子,2CNO- -6e-= 2CO32- + N2↑,左边缺氧,故左边再加上OH-,右边生成水,故其电极反应为:2CNO-+8OH--6e-=2CO32- +N2↑+4H2O;
②1m3 CNˉ含量为390mg/L的电镀废水中,n(CNˉ)=15mol,处理15mol CNˉ,CNˉ先被氧化成CNOˉ,消耗30mol电子,根据①中电极反应,该电解转移45mol电子,共需要75mol电子,若用甲醇燃料电池做该电解池的电源,1mol甲醇提供6mol电子,故需要12..5mol甲醇,故至少需准备甲醇的质量为12.5400g=0.4kg;
(3) CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol
起始(mol) 1 2 0
转化(mol) x 2x x
5min(mol) 1-x 2-2x x
5min时: 1-x + 2-2x +x =2 x=0.5
反应速率v(CH3OH)= = 0.05mol·L-l·min-1;

38.(2018届河南省洛阳市高三下学期尖子生第二次联考)二甲醚又称甲醚,简称DME,熔点-141.5 ℃,沸点-24.9 ℃,与石油液化气(LPG)相似,被誉为“21世纪的清洁燃料”。制备原理如下:
Ⅰ.由天然气催化制备二甲醚:
①2CH4(g)+O2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1
Ⅱ.由合成气制备二甲醚:
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.7 kJ·mol-1
③2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H3
回答下列问题:
(1)若甲烷和二甲醚的燃烧热分别是890.3 kJ·mol-1、1453.0 kJ·mol-1;1mol 液态水变为气态水要吸收44.0kJ的热量。反应③中的相关的化学健键能数据如表:
化学键
H-H
C-O
H-O(水)
H-O(醇)
C-H
E/(kJ ? mol-1)
436
343
465
453
413
则△H1=_________kJ·mol-1 △H3=_________ kJ·mol-1
(2)反应③的化学平衡常数表达式为______________。制备原理Ⅰ中,在恒温、恒容的密闭容器中合成,将气体按n(CH4):n(O2)=2:1混合,能正确反映反应①中CH4 的体积分数随温度变化的曲线是_________________。下列能表明反应①达到化学平衡状态的是_______________。
a.混合气体的密度不变
b.反应容器中二甲醚的百分含量不变
c.反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比
d.混合气体的压强不变

(3)有人模拟制备原理Ⅱ,在500 K时的2 L的密闭容器中充入2mol CO和6 molH2,8 min达到平衡,平衡使CO的转化率为80%,c(CH3OCH3)=0.3 mol·L-1,用H2表示反应②的速率是__________;可逆反应③的平衡常数K3=_________。若在500K时,测得容器中n(CH3OH)=n(CH3OCH3),此时反应③v(正)___v(逆),说明原因____________________。
【答案】-283.6kJ?mol-1 -24kJ·mol-1 M bd 0.2mol/(L min) 2.25 > 浓度商Q===1< 2.25,反应正向进行,v(正)> v(逆)
【解析】(1)若甲烷和二甲醚的燃烧热分别是890.3 kJ·mol-1、1453.0 kJ·mol-1;得到甲烷、二甲醚的燃烧热化学方程式分别为:④CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) △H4=-890.3 kJ·mol-1
⑤CH3OCH3(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) △H5=-1453.0 kJ·mol-1
故④×2-⑤=①得到:2CH4(g)+O2(g)CH3OCH3(g)+H2O(l),且1mol 液态水变为气态水要吸收44.0kJ的热故d正确;故选bd;
(3)Ⅱ.由合成气制备二甲醚:
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始时(mol/L) 1 3 0
转化(mol/L) 0.8 1.6 0.8
平衡时(mol/L) 0.2 1.4 0.8
③2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g)
起始时(mol/L) 0.8 0 0
转化(mol/L) 0.6 0.3 0.3
平衡时(mol/L) 0.2 0.3 0.3
H2表示反应②的速率是c(H2)==0.2mol/(L·min);
可逆反应③的平衡常数K3===2.25;
若在500K时,测得容器中n(CH3OH)=n(CH3OCH3),则说明c(CH3OH)=c(CH3OCH3)=c(H2),则此时Q===1< 2.25,故反应正向进行,v(正)> v(逆)。
39.(2018届四川省遂宁市高三三诊考试)生石灰是常用的建筑材料,常采用煅烧石灰石来制取。体积为1L的真空密闭容器中加入0.5moL碳酸钙,发生的反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)△H ,测得二氧化碳的物质的量浓度随温度变化关系如图所示。

图A表示CO2的平衡浓度随温度变化的关系曲线
图B表示不同温度下反应经过相同时间时CO2的物质的量浓度的变化曲线
回答下列相关问题:
(1)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) △H ____ 0(填>,<或=)。
(2)在T5℃下,维持温度和容器体积不变,向上述平衡体系再充入0.5moL氮气,则最后的平衡时容器中的碳酸钙质量为____克;若在T5℃下,维持温度和总压强不变,向原平衡体系再充入0.5moL氮气,则容器中最后残留的碳酸钙质量为____克。
(3)请说明随着温度升高,曲线B向曲线A逼近的原因____
(4)以CaO为吸收体,将生物材质(以C计)与水蒸气反应制取H2。
相关主要反应如下:
I. C(s) + H2O(g)CO(g) + H2(g) △H = + 131. 6 kJ·mol-1
II. CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g) △H = -43 kJ·mol-1
III. CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s) △H = -178. 3 kJ·mol-1
①计算反应Ⅳ C(s) + 2H2O(g) + CaO(s)CaCO3(s) + 2H2 (g)的△H =____kJ·mol-1。
若K1、K2、K3分别为反应I、II、III的平衡常数,则反应Ⅳ的平衡常数K=____
(用含K1、K2、K3的式子表示)。
②对于可逆反应 C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s) + 2H2(g),采取以下措施可以提高H2产率的是____。(填字母编号)
A. 适当的降低体系的温度 B. 压缩容器的体积
C. 用镧镍合金(LaNi5)吸收氢气 D. 增加CaO的量
(5)将碳酸钙固体与CO2饱和水溶液充分接触,某温度下CO2饱和水溶液中H2CO3的浓度0.03moL·L-1,水的pH约等于6,这种情况下钙离子最大浓度为____moL·L-1 。(计算结果保留两位有效数字)(CaCO3的KSP=2.8×10-9,碳酸K1=4.3×10-7 K2=4.7×10-11)
【答案】> 30 0 温度升高,反应速率加快,达到平衡所需时间缩短 -89.7 kJ·mol—1 K1·K2·K3 AC 0.0046(0.0047也正确)

40.(2018届北京市西城区高三4月一模)以铝土矿(主要成分为Al2O3)为原料,用真空氯化亚铝(AlCl)歧化法,无需进行分离提纯,直接制备金属Al。其反应过程主要由两步组成,如下图:

(1)已知:
Al2O3 (s) + 3C (s)2Al (l) + 3CO (g) ΔH=+1346 kJ·mol? 1
3AlCl (g)AlCl3 (g) + 2Al (l) ΔH=?140 kJ·mol? 1
①第一步反应的热化学方程式是______。
②第二步AlCl分解反应的化学平衡常数K随温度升高而______(填“增大”、“不
变”或“减小”)。
(2)第一步是可逆反应,选择在接近真空条件下进行,其原因是______。
(3)第二步反应制备的Al中含有少量C,可能的原因是______(不考虑未反应的C,写出1种即可)。
(4)如图为真空AlCl歧化法制备Al的实验装置示意图,控制AlCl3的凝华装置、Al的生成装置和AlCl的制备装置的温度分别为T1、T2、T3,其由高到低的顺序是______。

(5)制备Al的整个过程中可循环利用的物质是______。
【答案】Al2O3(s) + 3C(s) + AlCl3(g) == 3AlCl(g) + 3CO(g) ΔH=+1486 kJ·mol? 1
减小 第一步反应是气体分子数增加的反应降低压强,利于生成AlCl CO与Al或AlCl反应生成Al2O3和C CO在Al或AlCl作用下生成CO2和C T3> T2> T1 AlCl3

41.(2018届陕西省榆林市高三第三次模拟测试)随着材料科学的发展,金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用,并被誉为“合金维生素”。已知钒的原子序数为23,回答下列问题:
(1)钒被认为是一种稀土元素,广泛分散于各种矿物中,钾钒铀矿中的钒原子最外层已达到8 电子稳定结构,其化学式为K2H6U2V2O15(其中钒元素的化合价为+5价)。若用氧化物的形式表示,该化合物的化学式为:_______________________________。
(2)五氧化二钒是工业制造中的常用催化剂,如工业制硫酸中就利用五氧化二钒作催化剂。从含钒废催化剂中回收钒,传统的技术是“氧化焙烧法”,其具体流程为:

其中焙烧是将食盐和钒铅矿在空气中焙烧,这时矿石中所含的V2O5就转化为NaVO3,然后用水从烧结块中浸出NaVO3,再用稀硫酸酸化就得到V2O5的水合物,经过煅烧就可得到V2O5。
①配料在焙烧前磨碎的目的是_______________________。
②写出焙烧过程中V2O5发生反应的化学方程式:___________________________。
(3)测定钒含量的方法是先把钒转化成V2O5,V2O5在酸性溶液里转变成VO,再用盐酸、硫酸亚铁、草酸等测定钒。反应的化学方程式为:VO2++H2C2O4==VO++2CO2+H2O。若反应消耗0.9 g 草酸,参加反应的钒元素质量是_____g。
(4)以V2O5为催化剂,使SO2转化为SO3的反应如下:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。某温度下,SO2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如图所示。

根据图示回答下列问题:
①将2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10MPa.该反应的平衡常数表达式为__________,等于______________。
②平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)______K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】K2O·V2O5·2UO3· 3H2O 增大接触面积,使反应充分进行 2V2O5+4NaCl+O24NaVO3+ 2Cl2 0.51 K= 800L·mol-1 =
【解析】(1) 用氧化物的形式表示的前提是保持各种元素化合价不变,所以可同时将原子个数扩大相同的倍数,即化学式是K2O·V2O5·2UO3·3H2O;(2)①粉碎的目的是增大接触面积,提高反应速率,使反应物充分反应;②根据电子的得失守恒可知,焙烧过程中V2O5发生反应的化学方程式原来2V2O5+4NaCl+O24NaVO3+ 2Cl2;(3)0.9g草酸的物质的量是=0.01mol,则根据反应的化学方程式VO2++H2C2O4==VO++2CO2+H2O可知,参加反应的钒元素的质量是0.01mol×51g/mol=0.51g;(4)①反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数表达式为K=;
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
起始 2 1 0
转化 1.6 0.8 1.6
平衡 0.4 0.2 1.6
K==800 L·mol-1;
②平衡常数随温度变化,平衡状态由A变到B时。温度不变,平衡常数不变,故K(A)=K(B)。
42.(2018届辽宁省鞍山市第一中学高三3月模拟考试)煤是重要的化石燃料和化工原料,有关煤的综合利用得到广泛深入的研究。其中煤的气化是煤的综合利用的重要途径。
煤的催化气化生成CO, 主要反应为①C(s)+CO2(g)2CO(g) △H
碱金属催化剂显示出了优越的催化性能。Mckee和Chatterji在1975年提出了由碱金属的氧化还原循环的氧传递机理:
②K2CO3(s)+2C(s)2K(g)+3CO(g) △H1=+899.4kJ/mol
③2K(g)+CO2(g)K2O(s)+CO(g) △H2=-98.4 k/mol
④K2O(s)+CO2(g) K2CO3(s) △H3=-456.0 kJ/mol
(1) △H=_____________。

(2)在2L的密闭容器中投入3molC和3molCO2,在催化剂的作用下发生反应①,平衡时CO的气体体积分数φ(CO)随温度和压强的变化曲线如图1所示,根据图像回答问题:
①若在温度为900℃,压强为P的条件下,经过10min反应达到平衡,则0~10min内的反应速率v(CO)为_____________。
②该可逆反应达到平衡状态的标志是_____________ (填字母)
A.v(CO)正=2v(CO2)逆 B.CO2和CO的浓度之比为1∶2
C.容器内的总压强不再随时间而变化 D.混合气体的密度不再随时间而变化
③图中压强的大小顺序_______________,判断理由是_______________。
④可逆反应的平衡常数可以用平衡浓度计算,也可以用平衡分压代替平衡浓度计算(分压=总压×物质的量分数)。反应①在图中A点的总压强为1MPa,则A点的平衡常数Kp=_____________。
(3) 化石燃料燃烧易造成污染,“湿式吸收法”利用吸收剂与SO2发生反应从而达到燃料脱硫的目的。下列适合作该法吸收剂的是___________(填序号) 。
A.氨水 B.Na2SO4溶液 C.Na2CO3溶液 D.NaHSO4溶液
【答案】+172.5kJ/mol 0.2mol/(L·min) A、C、D p1
③C(s)+CO2(g)2CO(g) △H =+172.5kJ/mol.为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,正反应是气体体积增加方向,所以压强的大小顺序p1④A点CO的体积分数为80,反应体系中的总压强为1MPa,CO的分压=总压×物质的量分数=0.8 MPa A点的平衡常数Kp=(0.8 MPa)2/(1-0.8) MPa= 3.2MPa.答案:3.2MPa。
(3) A.氨水可以和SO2反应,,故a正确;B B.Na2SO4溶液 D.NaHSO4溶液与SO2不反应,故B D不行;二氧化硫与亚硫酸钠溶液反应生成亚硫酸氢钠,反应方程式为:═,故C正确;;因此,本题正确答案是:A、B、C。
43.(2018届辽宁省凌源市高三2月抽考)对工业废气物进行脱硫(SO2)处理并加以利用,不仅可防止大气污染,还能实现一定经济效益。回答下列问题:
(1)热化学碘硫循环脱硫,涉及以下三个反应:
bunsen反应:SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)═2HI (g)+H2SO4(l) △H
硫酸分解反应:2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l) △H=+462kJ·mol-1
碘化氢分解反应:2HI( g)=H2( g)+I2( g)△H=+10kJ·mol-1
已知氢气的燃烧热为286kJ·mol-1,则bunsen反应的△H=_________kJ·mol-1。
(2)在活性炭催化下,SO2与Cl2发生反应:SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g)△H<0。在定温定压条件下,容器体积为10 L的容器中加入等物质的量的SO2和Cl2,充分混合(二者物质的量均为nmol)后,达到平衡后容器体积为8L。
①SO2Cl2能与水发生非氧化还原反应,生成两种酸,则这两种酸的化学式为_________。
②下列事实中,不能作为判断硫元素和氯元素非金属性强弱的依据是_________(填字母)。
A.硫化氢的分解温度为300℃左右,氯化氢1500℃才分解
B.氢硫酸(H2S的水溶液)是一种弱酸,盐酸是强酸
C. 将氯气通入氢硫酸中,溶液中产生黄色浑浊
D.高氯酸在无机含氧酸中酸性最强
③该 温 度下,SO2 的平衡转化率α1=_________, 反应的平衡常数 K=_________(列式并计算)。
④下列措施中不能进一步提高氯气的平衡转化率的是_________。
A.平衡后将容器的体积压缩为4L B.增大二氧化硫的浓度
C.升高温度 D.将SO2Cl2 (g )液化分离
⑤若向该容器中初始投入SO2和Cl2的物质的量均为0.5nmol,则达到平衡时SO2的平衡转化率:α2_________ 填“>”“<”或“=”)α1。
【答案】+45 H2SO4、HCl B 40% = = mol·L-1 C =
衡转化率α1=40%, 反应的平衡常数 K== = mol·L-1。
④下列措施中,A.平衡后将容器的体积压缩为4L,平衡向正反应方向移动,可以进一步提高氯气的平衡转化率;B.增大二氧化硫的浓度,平衡向正反应方向移动,可以进一步提高氯气的平衡转化率; C.由于该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,氯气的平衡转化率减小; D.将SO2Cl2 (g )液化分离,可以减小生成物的浓度,平衡向正反应方向移动,可以进一步提高氯气的平衡转化率。综上所述,不能进一步提高氯气的平衡转化率的是C。
⑤若向该容器中初始投入SO2和Cl2的物质的量均为0.5nmol,在同温同压下,投料的比例与平衡相同,所以,达到平衡时SO2的平衡转化率不变,即α2=α1。
44.(2018届福建省泉州市高三毕业班3月质量检查)磷单质及其化合物有着广泛应用。
(1)在1.0 L密闭容器中放入0.10mol PCl5(g),一定温度进行如下反应:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH1
反应时间(t)与容器内气体总压强(p/100kPa)的数据见下表:

回答下列问题:
①PCl3的电子式为_______。
②T1温度下,反应平衡常数K=______。
③T1___T2(填“>”、“<”或“=”,下同),PCl5的平衡转化率α1(T1) __α2(T2)。
(2)PCl5、PCl3可转化为H3PO4、H3PO3。已知下列热化学方程式:
PCl5(g)+4H2O(l) = H3PO4(aq)+5HCl(aq) ΔH2
PCl3(g)+3H2O(l) = H3PO3(aq)+3HCl(aq) ΔH3
H3PO3(aq)+Cl2(g)+H2O(l) = H3PO4(aq)+2HCl(aq) ΔH4
则ΔH4= ______。(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)
(3)次磷酸钴[Co(H2PO2)2]广泛用于化学镀钴,以金属钴和次磷酸钠为原料,采用四室电渗析槽电解法制备,原理如下图。

①Co的电极反应式为______________,A、B、C为离子交换膜,其中B为__________离子交换膜(填“阳”或“阴”)。
②次磷酸(H3PO2)为一元弱酸,次磷酸钠溶液中离子浓度由大到小的顺序是__________。
【答案】 0.32 mol·L-1 < < ΔH2-ΔH1-ΔH3 Co-2e-=Co2+ 阴 c(Na+)>c(H2PO2-)>c(OH-)>c(H+)
【解析】(1). ①.P原子最外层有5个电子,Cl原子最外层有7个电子,P原子与3个Cl原子形成3个共用电子对,PCl3的电子式为,故答案为:;
②. 在恒温恒容的密闭容器中,容器内气体的总压强之比等于气体的总物质的量之比,根据平衡三段式法有:
PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)
起始量 (mol) 0.1 0 0
转化量(mol) x x x
平衡量(mol) 0.1-x x x
平衡时气体总物质的量为:(0.1-x+x+x)=(0.1+x)mol,则有:= ,x=0.08mol,所以T1温度下,反应平衡常数K==0.32 mol·L-1,故答案为:0.32 mol·L-1;

(3). ①. 以金属钴和次磷酸钠为原料,用电解法制备次磷酸钴[Co(H2PO2)2],Co的化合价从0价升高到+2价,则Co的电极反应式为Co-2e-=Co2+,产品室可得到次磷酸钴的原因是:阳极室的Co2+通过阳离子交换膜进入产品室,原料室的H2PO2-通过阴离子交换膜进入产品室与Co2+结合生成Co(H2PO2)2,所以B是阴离子交换膜,故答案为:Co-2e-=Co2+;阴;
②. 次磷酸(H3PO2)为一元弱酸,在次磷酸钠溶液中,H2PO2-水解使溶液呈碱性,溶液中各离子浓度的大小关系为:c(Na+)>c(H2PO2-)>c(OH-)>c(H+),故答案为:c(Na+)>c(H2PO2-)>c(OH-)>c(H+)。
45.(2018届山东省济南市章丘区高三3月模拟联考)绿水青山就是金山银山,我国科研人员在探究如何降低大气中氮氧化物与碳氧化物的含量方面做出了巨大贡献,并取得了显著的成绩。
(1)下列关于氮氧化物与碳氧化物的说法中正确的是_____(填字母)。
A.CO2、NO2均属于酸性氧化物
B.NO、CO均不能用排空气法收集
C.除去NO中混有的NO2的方法是将混合气体通入足量氢氧化钠溶液中
D.除去CO中混有的CO2的方法是将混合气体通入足量氢氧化钠溶液中
(2)已知:N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH1=+180.5kJ/mol;
CO(g)C(s)+1/2O2(g)ΔH2=+110.5kJ/mol;
C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH3=-393.5kJ/mol。
则反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH=__________
(3)反应2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)可用于净化汽车尾气,已知570K时该反应的反应速率极慢,平衡常数极大。由此可知,提高尾气净化效率的最佳途径是_________;若要净化汽车尾气的同时提高该反应的反应速率和NO的转化率,且只改变一个反应条件,则应采取的措施是_________。
(4)某科研小组根据反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)来探究起始反应物的碳氨比[n(CO)/n(NO)]对污染物去除率的影响。T℃时,向体积为1L的恒容密闭容器中充入总物质的量为4mol的NO和CO混合气体,并加入一定量的固体催化剂进行反应,实验测得平衡体系中气体组分的转化率和氯气的体积分数的变化如图所示.

①根据图像推测曲线转化率1表示的是______ (填“CO”或“NO”)。
②A点时,n(CO)/n(NO)=_________,此时反应的平衡常数K= __________(请填写数值与单位)。
(5)煤炭在O2/CO2的气氛中燃烧会产生CO,有人提出,可以设计反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)来消除CO的污染。该提议_______(填“可行”或“不可行”), 理由是_______。
【答案】BD -746.5k]/mol 研制高效催化剂 增大压强 NO 1 80L/mol 不可行 该反应ΔH>0、ΔS<0,则ΔH-TΔS>0,该反应在任何情况下都不能自发进行

46.(2018届湖南省衡阳市高三第一次联考)工业上CO2用于生产燃料甲醇,既能缓解温室效应,也为能源寻找了新渠道。合成甲醇的反应为:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)。
(1)已知:CO的燃烧热△H=-283.0kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=-90.1KJ/mol
则:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=___KJ/mol
(2)T℃时,测得不同时刻恒容密闭容器中CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度变化如下表所示

①c=___mol/L,从反应开始到平衡时,CH3OH的平均反应速率v(CH3OH)=__
②下列能说明该反应达到平衡状态的是____________
A.每消耗 1mol CO2的同时生成1 mol CH3OH
B.容器中气体的压强不再改变
C.混合气体的平均相对分子质量不发生变化
D.容器中气体的密度不再改变
(3)在催化剂作用下,若测得甲醇的产率与反应温度、压强的关系如下图所示:

①分析图中数据可知,在220℃、5.0MPa时,CO2的转化率为__将温度降低至140℃、压强减小至2.0MPa,CO2的转化率将___(填“增大”、“减小”或“不变”)
②200℃、2.0MPa时,将amol/LCO2和3amol/LH2充入VL密闭容器中,在催化剂作用下反应达到平衡。根据图中数据计算所得甲醇的质量为___g(用含a的代数式表示)
(4)用NaOH溶液吸收CO2所得饱和碳酸钠溶液可以对废旧电池中的铅膏(主要成分PbSO4)进行脱硫反应。已知Ksp(PbSO4)=1.6x10-8,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14,
PbSO4(s)+CO32-(aq) PbCO3(s)+SO42-(aq),则该反应的平衡常数K=______(保留三位有效数字);若在其溶液中加入少量Pb(NO3)2晶体,则c(SO42-):c(CO32-)的比值将______(填“增大”、“减小、”或“不变”)。
【答案】-48.9 0.75 0.075 mol·(L·min)-1 BC 25% 增大 4.8aV 2.16×105 不变

47.(2018届福建省永安一中、德化一中、漳平一中高三上学期第二次联考)利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇;发生的主反应如下:
i. CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1
ii. CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2
iii. CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3
回答下列问题:
(1)已知反应ii中的相关的化学键键能(“CO”表示CO的化学键)数据见表:
化学键
H-H
C-O
CO
H-O
C-H
E/(kJ·mol-1)
436
343
1076
465
413
由此计算△H2=________ kJ·mol-1; 已知△H1=-58kJ·mol-1,则△H3=________ kJ·mol-1
(2)反应i、ii、iii对应的平衡常数K1、K2、K3之间的关系式为_______________ 。
(3)一定条件下,在2L的恒容密闭容器中充入1molCO2和2molH2发生反应i 。下图1是反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线。

①当温度为500K时,该反应10min达到平衡。0~10min时间内用CH3OH表示该反
应的化学反应速率为_____________________。
②若改充入1mol CO2和3mol H2,则图1中的曲线会_________(填“上移”或“下移”)。
(4)某温度下在容积为2L的密闭容器中充入1mol CO和2mol H2合成甲醇,发生反应ii,各组分物质的量随时间的变化情况如图2所示。

①5min至10min时速率变化的原因可能是_________;
②反应ii在10min时达平衡,此时平衡常数K=_________(保留两位有效数字)。
③若该反应在恒温恒压下进行,能说明该反应达到平衡状态的是________;
A.单位时间内消耗CO的浓度与生成CH3OH的浓度相等
B.混合气体的密度不变
C.CO和H2的体积分数之比不变
D.混合气体的平均相对分子质量不变
【答案】-99 +41 K1=K2·K3(或者K3=K1/K2) 0.03mol/(L·min) 上移 升高温度或使用了催化剂 9.38 BD
K=≈9.38。
故答案为:9.38;
③若反应CO(g)+2H2(g) ?CH3OH(g)在恒温恒压下进行,则温度和压强是一个定量,变量不再改变时,反应达到平衡状态。A、单位时间内消耗CO的浓度与生成CH3OH的浓度均只能用来表示正反应速率,且正反应中不管反应是否平衡都存在这样一个等量关系,不能作为反应达到平衡状态的标志,故A错误;B、该反应是一个前后气体数目不相等的反应,则恒温恒压下,容器体积是变量,气体总质量为定量,根据ρ=m/V,可知密度是变量,当密度不再改变,则反应达到平衡状态,故B正确;C、起始时,CO和 H2的物质的量之比为1∶2,在反应过程中,物质的量变化量之比也为1∶2,所以无论反应进行到何时,CO和 H2的物质的量之比都为1∶2,即CO和H2的体积分数之比一直是不变的,故不能作为平衡的标志,故C错误;D、气体的平均相对分子质量数值上=总质量÷气体总物质的量,在该反应中气体的总质量是定量,而气体的物质的量是变量,故气体的平均相对分子质量是一个变量,当混合气体的平均相对分子质量不变,说明反应达到平衡状态,故D正确。故选BD。


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