2019高考化學(xué) 元素及其化合物 專題6.1 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化高效演練.doc

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專題6.1 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 1．（2018屆河南省鄭州市高三下學(xué)期第三次模擬考試）化學(xué)與生活密切相關(guān)。下列分析不正確的是 A. “煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”，句中涉及的的能量變化主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和光能 B. 食品添加劑可以改善食品品質(zhì)及延長食品保存期，在添加時(shí)無需對其用量進(jìn)行嚴(yán)格控制 C. “一帶一路”是“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”和“21世紀(jì)海上絲綢之路”的簡稱。絲綢的主要成分是蛋白質(zhì) D. 綠色化學(xué)是指在化學(xué)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開發(fā)和加工生產(chǎn)過程中減少使用或產(chǎn)生對環(huán)境有害物質(zhì)的科學(xué) 【答案】B 2．（2018屆湖南省長沙市長郡中學(xué)高考押題卷二）《淮南萬畢術(shù)》中有“曾青得鐵,則化為銅,外化而內(nèi)不化”，下列說法中正確的是 A. “外化”時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能 B. “化為銅”表明鐵轉(zhuǎn)化為銅 C. “內(nèi)不化”是因?yàn)閮?nèi)部的鐵活潑性較差 D. 反應(yīng)中溶液由藍(lán)色轉(zhuǎn)化為黃色 【答案】A 【解析】“曾青得鐵，則化為銅”指Fe從CuSO4溶液中置換出Cu，反應(yīng)為Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。A項(xiàng)，“外化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，“外化”時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，“化為銅”表明Fe從CuSO4溶液中置換出Cu，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，“內(nèi)不化”是Fe置換出的Cu覆蓋在Fe的表面，導(dǎo)致內(nèi)部Fe不能與Cu2+反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，CuSO4溶液呈藍(lán)色，F(xiàn)eSO4溶液呈淡綠色，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選A。 3．（2018屆福建省莆田市高三下學(xué)期第二次（5月）質(zhì)量測試）用下列實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? 甲 乙 丙 丁 A. 用裝置甲進(jìn)行中和熱的測定 B. 用裝置乙制取CO2氣體 C. 用裝置丙蒸發(fā)CH3COONa溶液得CH3COONa晶體 D. 用裝置丁模擬工業(yè)制氨氣并檢驗(yàn)產(chǎn)物 【答案】C 4．（2018屆福建省福州市高三下學(xué)期5月模擬考試）一定條件下，在水溶液中1mol Cl-、ClOx- (x=1，2，3，4)的能量(kJ)相對大小如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是 A. 這些離子中結(jié)合H＋能力最強(qiáng)的是E B. A、B、C、D、E五種微粒中C最穩(wěn)定 C. C→B+D，反應(yīng)物的總鍵能大于生成物的總鍵能 D. B→A+D反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：3ClO—(aq) == ClO3—(aq) + 2Cl—(aq) △H = －116kJ?mol-1 【答案】D 【解析】分析：從圖示變化看，A為Cl-，B為ClO-，C為ClO2-，D為ClO3—，E為ClO4-；能量越低越穩(wěn)定，-1價(jià)的Cl-能量最低，也最穩(wěn)定，+3價(jià)的ClO2-能量最高，最不穩(wěn)定；酸性越弱的酸，越容易結(jié)合氫離 5．（2018屆江蘇省徐州市高三考前模擬檢測）聯(lián)氨（N2H4）常溫下為無色液體，可用作火箭燃料。下列說法不正確的是 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 kJmol－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)具有的總能量高于2 mol H2O(g) D. 聯(lián)氨和N2O4作火箭推進(jìn)劑的原因之一是反應(yīng)放出大量的熱 【答案】A 【解析】分析：本題考查反應(yīng)熱的大小比較，蓋斯定律及物質(zhì)穩(wěn)定性的比較，依據(jù)概念分析。 詳解：A. O2(g)＋2H2(g)＝2H2O(g) ΔH3；O2(g)＋2H2(g)＝2H2O(l) ΔH5； 兩個(gè)反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，ΔH均為負(fù)值，放熱越多ΔH越小，由于生成液態(tài)水放熱更多，所以ΔH5<ΔH3,A錯(cuò)誤； B.根據(jù)蓋斯定律，③2-②2-①得，2 N2H4(l)＋N2O4(l)＝3N2(g)＋4H2O(g)，所以ΔH4﹦2ΔH3﹣2ΔH2﹣ΔH1，B正確； C. O2(g)＋2H2(g)＝2H2O(g) ΔH3,該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，所以C正確； D. 由ΔH4=﹣1048.9 kJmol－1知，反應(yīng)放出大量的熱，所以可以用聯(lián)氨和N2O4作火箭推進(jìn)劑，D正確；因此，本題正確答案為A。 6．（2018屆浙江省余姚中學(xué)高三選考科目模擬卷一）下列關(guān)于反應(yīng)能量的說法正確的是 A. Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s) ΔH＝－216 kJmol－1，則反應(yīng)物總能量＞生成物總能量 B. 相同條件下，如果1 mol氫原子所具有的能量為E1，1 mol氫分子的能量為E2，則2E1＝E2 C. 101 kPa時(shí)，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－572 kJmol－1，則H2的燃燒熱為－572 kJmol－1 D. H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJmol－1，含1 mol NaOH的氫氧化鈉溶液與含0.5 mol H2SO4的濃硫酸混合后放出57.3 kJ的熱量 【答案】A 7．（2018屆江蘇省泰州中學(xué)高三第四次模擬）煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx,會(huì)污染大氣。采用NaClO、Ca(C1O)2溶液作為吸收劑可同時(shí)對煙氣進(jìn)行稅硫、脫硝，下列說法正確的是 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. 隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行，吸收劑溶液的pH逐漸減小 B. 反應(yīng)①、②均為氧化還原反應(yīng) C. 反應(yīng)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.由反應(yīng)①和④可知，隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行，不斷消耗OH-，因此導(dǎo)致吸收劑溶液的pH逐漸減小，A正確；B. 反應(yīng)①?zèng)]有發(fā)生化合價(jià)的變化，不是氧化還原反應(yīng)，B錯(cuò)誤；C. 反應(yīng)Ca(OH)2(aq)+H2SO4(aq)=CaSO4(s)+2H2O的離子方程式為：Ca2++ SO42- +2OH-+2H+CaSO4↓ +2H2O，該離子反應(yīng)不是反應(yīng)③的逆反應(yīng)，因此ΔH-ckJ/mol，C錯(cuò)誤；D.根據(jù)蓋斯定律可知④=①+②-③，所以d=a+b-c，D錯(cuò)誤；答案選A. 8．（2018屆黑龍江省哈爾濱師范大學(xué)附屬中學(xué)高三第四次模擬考試）我國學(xué)者研制了一種納米反應(yīng)器用于催化草酸二甲酯(DMO)和氫氣反應(yīng)獲得EG.反應(yīng)過程示意圖如下: 下列說法不正確的是 A. Cu納米顆粒將氫分子解離成氫原子 B. DMO分子中只有碳氧單鍵發(fā)生了斷裂 C. 反應(yīng)過程中生成了EG和甲醇 D. EG和甲醇不是同系物 【答案】B 9．（2018年遼寧省葫蘆島市普通高中高三第二次模擬考試）一定條件下，在水溶液中1 mol Cl－、ClOx－(x＝1，2，3，4)的能量(kJ)相對大小如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是 A. a、b、c、d、e中，c最穩(wěn)定 B. b→a＋c反應(yīng)的活化能為反應(yīng)物能量減生成物能量 C. b→a＋d反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：3ClO－(aq)＝ClO3－(aq)＋2Cl－(aq)ΔH＝＋116 kJmol－1 D. 一定溫度下，Cl2與NaOH溶液反應(yīng)生成的產(chǎn)物有a、b、d，溶液中a、b、d的濃度之比可能為11∶1∶2 【答案】D 10．（2018屆南通泰州揚(yáng)州等七市高三化學(xué)三模）向濕法煉鋅的電解液中同時(shí)加入Cu和CuSO4，可生成CuCl沉淀除去Cl—，降低對電解的影響，反應(yīng)原理如下： Cu(s)+Cu2+(aq)2Cu+(aq) ΔH1＝a kJmol-1 Cl—(aq)+Cu+(aq)CuCl(s) ΔH2＝b kJmol-1 實(shí)驗(yàn)測得電解液pH對溶液中殘留c(Cl—)的影響如圖所示。下列說法正確的是 A. 向電解液中加入稀硫酸，有利于Cl-的去除 B. 溶液pH越大，Ksp(CuCl)增大 C. 反應(yīng)達(dá)到平衡增大c(Cu2+)，c(Cl—)減小 D. Cu(s)+Cu2+(aq)+Cl—(aq)CuCl(s)的ΔH＝(a+2b) kJmol-1 【答案】C 【解析】分析：A.根據(jù)圖像分析pH與氯離子濃度的關(guān)系； B.根據(jù)溶度積常數(shù)只與溫度有關(guān)系； C.根據(jù)外界條件對平衡的影響分析； D.根據(jù)蓋斯定律計(jì)算。 11．（2018屆天津市十二重點(diǎn)中學(xué)高三下學(xué)期畢業(yè)班聯(lián)考）下圖是金屬鎂和鹵素單質(zhì)(X2)反應(yīng)的能量變化示意圖。下列說法正確的是 A. 金屬鎂和鹵素單質(zhì)(X2)的反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行是因?yàn)棣均小于零 B. 熱穩(wěn)定性: MgI2 > MgBr2 > MgCl2 > MgF2 C. 工業(yè)上可由電解MgCl2溶液冶煉金屬M(fèi)g，該過程需吸收熱量 D. 由圖可知此溫度下MgBr2(s)與Cl2(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方 程式為：MgBr2(s)+Cl2(g)MgCl2(s)+Br2(g) ΔH=+117 kJmol-1 【答案】A 【解析】根據(jù)圖像可知，反應(yīng)物總能量大與生成物總能量，均為放熱反應(yīng)， ΔH均小于零，能自發(fā)進(jìn)行，A正確；反應(yīng)放熱越多，生成的物質(zhì)越穩(wěn)定。比較反應(yīng)熱大小可知熱穩(wěn)定順序?yàn)椋篗gI2 < MgBr2 < MgCl2 0 B. 反應(yīng)③也是CO2資源化利用的方法之一 C. 反應(yīng)CH3OH(g)=1/2CH3OCH3(g)+1/2H2O(g) △H=d/2kJ/mol D. 反應(yīng)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)的△H=-(2b+2c+d)kJ/mol 【答案】D 【解析】A，反應(yīng)①、②生成H2和CO2，為反應(yīng)③提供原料氣，反應(yīng)C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）為吸熱反應(yīng)，a0，A項(xiàng)正確；B，反應(yīng)③消耗CO2，是CO2資源化利用的方法之一，B項(xiàng)正確；C，反應(yīng)④的化學(xué)計(jì)量數(shù)變?yōu)樵瓉淼模也變?yōu)樵瓉淼?，反?yīng)CH3OH（g）=1/2CH3OCH3（g）+1/2H2O（g）ΔH=d/2kJ/mol，C項(xiàng)正確；D，應(yīng)用蓋斯定律，將②2+③2+④得，2CO（g）+4H2（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH=（2b+2c+d）kJ/mol，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選D。 18．（2018屆浙江新高考研究聯(lián)盟第二次聯(lián)考）根據(jù)如圖的能量圖，下列說法正確的是 A. A2(g)+B2(g)=2AB(g)是一個(gè)放熱反應(yīng) B. 2molAB的總能量大于1molA2和lmolB2的能量之和 C. 1molA2(g)和1molB2(g)的能量之和為a kJ D. 2AB(g)=A2(l)+B2(l) △H<(b-a)kJ/mo1 【答案】D 19．（2018屆河南省天一大聯(lián)考高三階段性測試三）鐵系氧化物材料在光催化、電致變色、氣敏傳感器以及光電化學(xué)器件中有著廣泛的應(yīng)用和誘人的前景。實(shí)驗(yàn)室中可利用FeCO3和O2為原料制備少量鐵紅，每生成160g固體鐵紅放出130kJ熱量，則下列有關(guān)該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式書寫正確的是 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鐵紅的物質(zhì)的量為1mol，每生成160g固體鐵紅放出130kJ熱量，生成2mol Fe2O3放出260kJ，所以熱化學(xué)方程式為4FeCO3(s)＋O2(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H＝-260kJ/mol，故C正確。 20．（2018屆浙江省溫州市高三選考適應(yīng)性測試二模）室溫下，CuSO4(s)和 CuSO45H2O(s)溶于水及CuSO45H2O受熱分解的能量變化如圖所示，下列說法不正確的是 A. 將CuSO45H2O(s)溶于水會(huì)使溶液溫度降低 B. 將CuSO4(s)溶于水會(huì)使溶液溫度升高 C. △H3＞△H2 D. △H1=△H2+△H3 【答案】D 21．（2018屆吉林省百校聯(lián)盟高三TOP20九月聯(lián)考）幾種物質(zhì)的量關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是 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在數(shù)值上等于1mol CH4的總鍵能與2mol H2總鍵能的差值 【答案】A 【解析】A. 根據(jù)圖像可知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 根據(jù)蓋斯定律可知①－②即得到C(s)+2H2(g)＝CH4(g) ΔH=-74.8kJ/mol，A正確； B. 根據(jù)圖像可知CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(1) ΔH＝－890.3kJ/mol，B錯(cuò)誤；C. 根據(jù)以上分析可知C錯(cuò)誤；D. E1在數(shù)值上等于1molCH4的總鍵能與1mol碳和2molH2總鍵能的差值，D錯(cuò)誤，答案選A。 22．（2018屆湖南省永州市高三上學(xué)期第一次模擬考試）下列的圖示與對應(yīng)的敘述相符的是 A. 圖1表示向l00mL0.l molL-l的A1Cl3溶液中滴加1 molL-1的NaOH溶液時(shí)n [Al(OH)3]的變化情況 B. 圖2表示KNO3的溶解度曲線，圖中a點(diǎn)表示的溶液通過升溫可以得到b點(diǎn) C. 圖3表示某一放熱反應(yīng)，若使用催化劑，E1、E2、△H都會(huì)發(fā)生改變 D. 圖4表示向Na2CO3溶液中滴加稀鹽酸時(shí)，產(chǎn)生n(CO2)的情況 【答案】A 23．（2018屆“江淮十?！备呷谝淮温?lián)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 根據(jù)以上熱化學(xué)方程式判斷，下列說法正確的是 ( ) A. C(s)的燃燒熱為393.5kJ B. 右圖可表示由C生成CO2的反應(yīng)過程和能量關(guān)系 C. O2(g)與Fe(s)反應(yīng)放出824.35kJ熱量時(shí)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NA D. Fe2O3(s)+ C(g)= CO2(g)+2Fe(s) △H <234.1 kJ/mol 【答案】D 24．（2018屆河南省林州市第一中學(xué)高三8月調(diào)研考試）如圖為氟利昂（如CFCl3）破壞臭氧層的反應(yīng)過程示意圖，下列說法不正確的是 A. 過程Ⅰ中斷裂極性鍵C—Cl鍵 B. 過程Ⅱ可表示為O3+Cl=ClO+O2 C. 過程Ⅲ中O+O=O2是吸熱過程 D. 上述過程說明氟利昂中氯原子是破壞O3的催化劑 【答案】C 【解析】A、過程Ⅰ中CFCl3轉(zhuǎn)化為CFCl2和氯原子，斷裂極性鍵C-Cl鍵，選項(xiàng)A正確；B、根據(jù)圖中信息可知，過程Ⅱ可表示為O3 + Cl = ClO + O2，選項(xiàng)B正確；C、原子結(jié)合成分子的過程是放熱的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D、上述過程說明氟利昂中氯原子是破壞O3的催化劑，選項(xiàng)D正確。答案選C。 25．（2018屆福建省永春縣第一中學(xué)等校高三上學(xué)期第一次四校聯(lián)考）砷為VA族元素，金屬冶煉過程產(chǎn)生的含砷有毒廢水需處理與檢測。 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 則反應(yīng)As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH =_______________。 II.冶煉廢水中砷元素主要以亞砷酸(H3AsO3)形式存在，可用化學(xué)沉降法處理酸性高濃度含砷廢水，其工藝流程如下： 已知：①As2S3與過量的S2-存在以下反應(yīng)：As2S3(s)+3S2-(aq) 2AsS33-(aq)； ②亞砷酸鹽的溶解性大于相應(yīng)砷酸鹽。 （1）亞砷酸中砷元素的化合價(jià)為______；砷酸的第一步電離方程式為_____________。 （2）“一級沉砷”中FeSO4的作用是_______________； “二級沉砷”中H2O2與含砷物質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。 III.去除水體中的砷，將As(Ⅲ)轉(zhuǎn)化為As(Ⅴ)，也可選用NaClO實(shí)現(xiàn)該轉(zhuǎn)化。研究NaClO投加量對As(Ⅲ)氧化率的影響得到如下結(jié)果： 已知：投料前水樣pH＝5.81，0.1mol/LNaClO溶液pH＝10.5，溶液中起氧化作用的物質(zhì)是次氯酸。產(chǎn)生此結(jié)果的原因是_________________________________________。 【答案】2△H1-3△H2-△H3 +3 H3AsO4H++H2AsO4- 沉淀過量的S2-，使As2O3(a)+3S2-(aq)2AsS32-(aq) 平衡左移，提高沉砷效果。 H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O 起氧化作用的物質(zhì)是次氯酸，NaClO溶液為堿性，當(dāng)加入量大時(shí)，溶液堿性增強(qiáng)，NaClO溶液濃度增大，水解程度降低，次氯酸不易生成，所以As(Ⅲ)氧化率降低 26．（2018屆廣東省佛山市普通高中高三教學(xué)質(zhì)量檢測一）甲醇水蒸氣重整制氫(SRM)系統(tǒng)簡單，產(chǎn)物中H2 含量高、CO含量低(CO會(huì)損壞燃料電池的交換膜)，是電動(dòng)汽車氫氧燃料電池理想的氫源。反應(yīng)如下: 反應(yīng)Ⅰ(主) :CH3OH(g)+ H2O(g) CO2(g)+ 3H2(g) ΔH1=+49kJ/mol 反應(yīng)Ⅱ(副) :H2(g)+ CO2(g) CO(g)+ H2O(g) ΔH2=+41kJ/mol 溫度高于300℃則會(huì)同時(shí)發(fā)生反應(yīng)Ⅲ: CH3OH(g) CO(g)+2H2(g) ΔH3 （1）計(jì)算反應(yīng)Ⅲ的ΔH3= _________。 （2）反應(yīng)1能夠自發(fā)進(jìn)行的原因是_______________，升溫有利于提高CH3OH轉(zhuǎn)化率，但也存在一個(gè)明顯的缺點(diǎn)是__________。 （3）右圖為某催化劑條件下，CH3OH轉(zhuǎn)化率、CO生成率與溫度的變化關(guān)系。 ①隨著溫度的升高,CO的實(shí)際反應(yīng)生成率沒有不斷接近平衡狀態(tài)生成率的原因是____________ (填標(biāo)號)。 A.反應(yīng)Ⅱ逆向移動(dòng) B.部分CO 轉(zhuǎn)化為CH3OH C.催化劑對反應(yīng)Ⅱ的選擇性低 D.催化劑對反應(yīng)Ⅲ的選擇性低 ②隨著溫度的升高，CH3OH 實(shí)際反應(yīng)轉(zhuǎn)化率不斷接近平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)化率的原因是______。 ③寫出一條能提高CH3OH轉(zhuǎn)化率而降低CO生成率的措施_________。 （4）250℃，一定壓強(qiáng)和催化劑條件下，1.00molCH3OH 和1.32molH2O 充分反應(yīng)(已知此條件下可忽略反應(yīng)Ⅲ ),平衡時(shí)測得H2為2.70mol,CO有0.030mol,試求反應(yīng)Ⅰ中CH3OH 的轉(zhuǎn)化率_________，反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)_________(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 【答案】+90kJ/mol 反應(yīng)Ⅰ為熵增加的反應(yīng) CO含量升高，破壞燃料電池的交換膜 C 升溫反應(yīng)速率加快 其它條件不變，提高n(水)/n(甲醇)的比例 (或其它條件不變，選擇更合適的借化劑) 91% 5.610-3 （4）達(dá)平衡時(shí)CO有0.03mol，根據(jù)反應(yīng)Ⅱ得到參與反應(yīng)的氫氣為0.03mol，所以反應(yīng)Ⅰ生成的氫氣為2.73mol（平衡剩余氫氣2.7mol），根據(jù)反應(yīng)Ⅰ，消耗的甲醇為0.91mol，所以甲醇轉(zhuǎn)化率為91%。根據(jù)反應(yīng)Ⅰ的數(shù)據(jù)，消耗的水為0.91mol，生成的CO2為0.91mol，則剩余1.32-0.91=0.41mol水，在反應(yīng)Ⅱ中應(yīng)該消耗0.03molCO2，生成0.03molCO和0.03mol水，所以達(dá)平衡時(shí)，水為0.41+0.03=0.44mol，CO2為0.91-0.03=0.88mol。所以反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)為（設(shè)容器體積為V）。 27．（2018屆山西河南省高三年級階段性測評（四）晉豫省際大聯(lián)考）“千年大計(jì)、國家大事”，雄安新區(qū)無疑是今年最受矚目的地區(qū)。不過，近日媒體報(bào)道河北廊坊、天津等地存在超大規(guī)模的工業(yè)污水滲坑，給雄安新區(qū)的水環(huán)境帶來隱患，目前正采用多種方法對污水進(jìn)行處理，改善水資源狀況。 （1）在微生物作用的條件下,廢水中的NH4+經(jīng)過兩步反應(yīng)氧化成NO3-，兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下: ①第一步反應(yīng)是______反應(yīng)(選填“放熱”或“吸熱”)，判新依據(jù)是_________。1mol NH4+ (aq)全部氧化成NO3- (aq)的熱化學(xué)方程式為_____________。 ②一定條件下,向廢水中加入CH3OH,將HNO3還原成N2。若該過程中CH3OH反應(yīng)生成CO2,則參加反應(yīng)的還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比為______. （2）二氧化氯(ClO2)是一種黃綠色到橙黃色的氣體，是國際上公認(rèn)為安全、無毒的綠色消毒劑,可以投入廢水中清除污染物。 ①二氧化氯可以將廢水中的氰化物(CN-)氧化成兩種無污染氣體.寫出離子方程式________。 ②廢水中的重金屬離子的危害性很大，二氧化氯能夠在弱酸性溶液中把二價(jià)錳離子氧化成不溶于水的二氧化錳(MnO2)，寫出反應(yīng)的離子方程式_______________。 【答案】放熱 △H=-273kJ/mol（或反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量） 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從圖中得到第一步反應(yīng)的反應(yīng)物的能量高于生成物的能量，所以是放熱反應(yīng)。從左圖得到NH4+(aq)+3/2O2(g)=2H+(aq)+NO2-(aq)+H2O(l) △H=-273kJ/mol；從右圖得到NO2－(aq)+1/2O2(g) = NO3－(aq) 28．（2018屆吉林省吉大附中高三第四次模擬考試）李克強(qiáng)總理在《2018年國務(wù)院政府工作報(bào)告》中強(qiáng)調(diào)“今年二氧化硫、氮氧化物排放量要下降3%?！币虼?，研究煙氣的脫硝(除NOx)、脫硫(除SO2)技術(shù)有著積極的環(huán)保意義。 （1）汽車的排氣管上安裝“催化轉(zhuǎn)化器”，其反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.50kJmol-1。T℃時(shí)，將等物質(zhì)的量的NO和CO充入容積為2L的密閉容器中，若溫度和體積不變，反應(yīng)過程中(0~15min) NO的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖。 ①圖中a、b分別表示在相同溫度下，使用質(zhì)量相同但表面積不同的催化劑時(shí)，達(dá)到平衡過程中n (NO)的變化曲線，其中表示催化劑表面積較大的曲線是___________。（填“a”或“b”） ②T℃時(shí)，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=_______________；平衡時(shí)若保持溫度不變，再向容器中充入CO、CO2各0.2 mol，則平衡將_________移動(dòng)。(填“向左”、“向右”或“不”) ③15min時(shí)，若改變外界反應(yīng)條件，導(dǎo)致n (NO)發(fā)生圖中所示變化，則改變的條件可能是_________________ (任答一條即可)。 （2）在催化劑作用下，用還原劑[如肼(N2H4)]選擇性地與NOx反應(yīng)生成N2和H2O。 已知200℃時(shí)：Ⅰ.3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g) ΔH1=-32.9 kJmol-1； II. N2H4(g)+H2(g) =2NH3(g) ΔH2=-41.8 kJmol-1。 ①寫出肼的電子式：____________________。 ②200℃時(shí)，肼分解成氮?dú)夂蜌錃獾臒峄瘜W(xué)方程式為： _____________________________。 ③目前，科學(xué)家正在研究一種以乙烯作為還原劑的脫硝原理，其脫硝率與溫度、負(fù)載率(分子篩中催化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù))的關(guān)系如下圖所示。 為達(dá)到最佳脫硝效果，應(yīng)采取的條件是_________________________________________。 （3）利用電解裝置也可進(jìn)行煙氣處理，如圖可將霧霾中的NO、SO2分別轉(zhuǎn)化為NH4+和SO42-，陽極的電極反應(yīng)式為____________________________；物質(zhì)A是______________ (填化學(xué)式)。 【答案】b 5 L/mol 不 增加CO的物質(zhì)的量濃度或減少生成物濃度或降溫等 N2H4(g)=N2(g)+2H2(g) ΔH=+50.7 kJmol-1 350℃左右、負(fù)載率3% SO2+ 2H2O-2e-=SO42-+4H+ H2SO4 【解析】分析：(1)我們知道物質(zhì)的表面積對反應(yīng)速度有影響，同樣催化劑的表面積也影響催化效率；利用圖象中NO的數(shù)據(jù)，結(jié)合化學(xué)方程式即可算出平衡常數(shù)K；當(dāng)溫度不變時(shí)，K值也不變，利用濃度商與K做比較，即可判斷平衡的移動(dòng)方向；根據(jù)外界條件對化學(xué)平衡的影響可分析出n(NO)減小的原因；(2)利用 29．（2018屆四川省宜賓市高高三第三次診斷考試）NOx是造成大氣污染的主要物質(zhì)，用還原法將其轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì)，對于消除環(huán)境污染有重要意義。 （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 回答下列問題： ①用焦炭還原NO生成無污染氣體的熱化學(xué)方程式為_______。 ②在一定溫度下，向甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中加入一定量的NO和足量的焦炭，反應(yīng)過程中測得各容器中c(NO)（mol/L）隨時(shí)間（s）的變化如下表。 已知：三個(gè)容器的反應(yīng)溫度分別為T甲= 400℃、T乙= 400℃、T丙= a ℃ 時(shí)間 0 s 10 s 20 s 30 s 40 s 甲 2.00 1.50 1.10 0.80 0.80 乙 1.00 0.80 0.65 0.53 0.45 丙 2.00 1.45 1.00 1.00 1.00 甲容器中，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______。丙容器的反應(yīng)溫度a _______400℃（填“?”、“<”或“=”），理由是_______。 （2）用NH3催化還原NOx消除氮氧化物的污染。 已知：8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g) +12H2O(l) △H＜0。相同條件下，在2 L密閉容器內(nèi)，選用不同的催化劑進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)生N2的量隨時(shí)間變化如圖所示。 ①在催化劑A的作用下，0～4 min的v(NH3) = _______。 ②該反應(yīng)活化能Ea(A)、Ea(B)、Ea(C)由大到小的順序是_______，理由是_______。 ③下列說法正確的是_______（填標(biāo)號）。 a．使用催化劑A達(dá)平衡時(shí)，△H值更大 b．升高溫度可使容器內(nèi)氣體顏色加深 c．單位時(shí)間內(nèi)形成N-H鍵與O-H鍵的數(shù)目相等時(shí)，說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡 d．若在恒容絕熱的密閉容器中反應(yīng)，當(dāng)平衡常數(shù)不變時(shí)，說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡 【答案】2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g) △H=-573.75kJ/mol ? 甲、丙容器中反應(yīng)物起始量相同，丙容器達(dá)平衡的時(shí)間比甲容器達(dá)平衡的時(shí)間短 0.5mol/（Lmin） Ea(C) ? Ea(B) ? Ea(A) 相同時(shí)間內(nèi)生成的N2越多，反應(yīng)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用焦炭還原NO生成無污染氣體的化學(xué)方程式為：2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g)，該方程式由（③+①-②）/2得來，故該反應(yīng)的△H=（△H3+△H1- △H2）/2=-573.75kJ/mol，故該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g) △H=-573.75kJ/mol； ②甲容器中，發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g)根據(jù)容器中c(NO)（mol/L）隨時(shí)間（s）的變化， 2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g) 起始濃度 2 0 0 轉(zhuǎn)化濃度 1.2 0.6 0.6 平衡濃度 0.8 0.6 0.6 30．（2018屆甘肅省西北師范大學(xué)附屬中學(xué)高三沖刺診斷考試）能源是人類共同關(guān)注的重要問題。頁巖氣是從頁巖層中開采出來的一種非常重要的天然氣資源，頁巖氣的主要成分是甲烷，是公認(rèn)的潔凈能源。 （1）頁巖氣不僅能用作燃料，還可用于生產(chǎn)合成氣(CO和H2)。CH4與H2O(g)通入聚焦太陽能反應(yīng)器，發(fā)生反應(yīng) CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H1 已知：①CH4、H2、CO 的燃燒熱（△H）分別為-a kJ?mol-1、-b kJ?mol-1、-c kJ?mol-1； ②H2O (l) =H2O(g)； △H=+dkJ?mol-1 則△H1= ___________（用含字母a、b、c、d的代數(shù)式表示）kJ?mol-1。 （2）用合成氣生成甲醇的反應(yīng)為：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2，在10L恒容密閉容器中按物質(zhì)的量之比1∶2充入CO和H2，測得CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示，200℃時(shí)n(H2)隨時(shí)間的變化如下表所示： t/min 0 1 3 5 n(H2)/mol 8.0 5.4 4.0 4.0 ①△H2_________ (填“>”“<”或“ = ”)0。 ②下列說法正確的是____________ (填標(biāo)號）。 a.溫度越高，該反應(yīng)的平衡常數(shù)越大 b.達(dá)平衡后再充入稀有氣體，CO的轉(zhuǎn)化率提高 c.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不再變化時(shí)，反應(yīng)達(dá)到最大限度 d.圖中壓強(qiáng)p1m2>m3 溫度相同時(shí)，投料比m增大，增加H2的量，CO2轉(zhuǎn)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、鉑棒等惰性電極材料 能 【解析】（1）COS的電子式為；（2）m=越大，越有利于二氧化碳的轉(zhuǎn)化，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率越大，故m1>m2>m3，理由是溫度相同時(shí)，投料比m增大，增加H2的量，CO2轉(zhuǎn)化率增大；（3）①COS 水解生成二氧化碳和氫硫酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為COS+H2OCO2+H2S；②常溫下，實(shí)驗(yàn)測得脫硫(脫除硫化氫)反應(yīng)過程中，每消耗4.05g即0.05molZnO，放出3.83 kJ熱量，故若消耗1molZnO則放出76.6kJ熱量。該脫硫反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為ZnO(s)+ H2S(g)=ZnS(s)+ H2O(l) △H=-76.6kJ/mol；③電解法使Fe3+“再生”是在酸性條件下Fe2+失電子產(chǎn)生Fe3+，同時(shí)生成氫氣，反應(yīng)的離子方程式為Fe2++2H+2Fe3++H2↑，該反應(yīng)的陽極材料是碳棒、鉑棒等惰性電極材料；④c(H+) =0.30mol/L，c(Cu2+) =0.10mol/L，c(H2S)0.10mol/L，Ka1(H2S)= ==1.310-7，，Ka2(H2S)=== 7.010-5，，Q sp(CuS) =>Ksp(CuS) = 1.410-36)，故能出現(xiàn)沉淀。 32．（2018屆廣東省茂名市五大聯(lián)盟學(xué)校高三五月聯(lián)考）二氧化硫是大氣污染物，利用SO2→CaSO4→CaS轉(zhuǎn)化可實(shí)現(xiàn)變廢為寶。 回答下列問題： (1)已知：Ⅰ．C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H1=+172kJmol-1; Ⅱ．CaSO4(s)+2C(s)=2CO2(g)+CaS(s) △H2=+226kJmol-1。 若某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=c4(CO),請結(jié)合反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ?qū)懗龃朔磻?yīng)的熱化學(xué)方程式：_____________。 (2)向體積為2L的恒容密閉容器中充入1molSO2、4molCO和催化劑,發(fā)生反應(yīng) SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(g) △H,測得溫度對SO2的轉(zhuǎn)化率及催化劑效率的影響如圖1所示： ①該反應(yīng)的△H__________0(填“>”或“<”, 下同 );圖 中M、N兩點(diǎn)的平衡常數(shù)：KM_____KN。 ②M點(diǎn)時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)K=____________。 (3)向濃度均為0.01molL-1的Na2SO4和Na2CO3混合溶液中滴加氯化鈣溶液，測得分散系中兩種酸根離子的濃度隨c(Ca2+ )的變化如圖2所示[已知：Ksp(CaCO3)=310-9]： ①圖中 a=_____________。 ②該溫度下,Ksp(CaSO4)=________________。 (4)某研究小組設(shè)計(jì)圖3所示裝置將副產(chǎn)品CO轉(zhuǎn)化為CH4和Q。該電解總反應(yīng)的離子方程式為_____________________________。 (5)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,向1L含NaOH、Ca(OH)2各0.1mol的溶液中不斷通入SO2至過量,請畫出生成沉淀的物質(zhì)的量(mol)與通入SO2體積(L)的關(guān)系圖。______ 【答案】CaSO4(s)+4C(s)=4CO(g)+CaS(s) △H=+570kJmol-1 < > 0.11(或) 110-4 910-6 4CO+3CO32-+5H2O6HCO3-+CH4 SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(g) 開始時(shí)的濃度（mol/L） 0.5 2 0 0 改變的濃度（mol/L） 0.25 0.5 0.5 0.25 平衡時(shí)的濃度（mol/L） 0.25 1.5 0.5 0.25 。 33．（2018屆山東省濱州市高三下學(xué)期第二次模擬）碳的化合物在生產(chǎn)生活和環(huán)境保護(hù)中應(yīng)用廣泛。 Ⅰ.碳氧化合物的綜合利用 （1）利用CO可有效降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在空氣過量條件下的NO 排放。 已知：反應(yīng)Ⅰ：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746 kJmol-1 反應(yīng)Ⅱ：4CO(B)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) △H=-1200kJmol-1 則反應(yīng)NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)的△H=__________kJmol-1。 在一定條件下，將NO2與CO以體積比1：2置于恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是______________。 a.體系壓強(qiáng)保持不變 b.容器中氣體密度保持不變 c.混合氣體顏色保持不變 d.NO2 與CO的體積比保持不變 （2）工業(yè)上利用CO 與Cl2在活性炭催化下合成光(COCl2)，反應(yīng)方程式為： CO(g) +Cl2(g) COCl2(g) △H<0。某研究小組在恒溫條件下，向2L恒容容器中加入0.2molCO和0.2molCl2，10min時(shí)達(dá)到平衡，測得10min 內(nèi)v(COCl2)=7.510-3molL-1min-1，則平衡時(shí)n(Cl2)=________ mol，設(shè)此時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為a1，若其它條件不變，上述反應(yīng)在恒壓條件下進(jìn)行，平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為a2，則a1_______a2 (填“>”“=”或“<”) （3）利用“組合轉(zhuǎn)化技術(shù)”可將CO2 轉(zhuǎn)化成乙烯，反應(yīng)方程式為：6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)。實(shí)驗(yàn)測得溫度對CO2 平衡轉(zhuǎn)化率、催化劑催化效率的影響如圖a所示。下列說法正確的是________________ a.N點(diǎn)正反應(yīng)速率一定大于M 點(diǎn)正反應(yīng)速率 b.250℃時(shí)，催化劑的催化效率最大 c.M點(diǎn)平衡常數(shù)比N點(diǎn)平衡常數(shù)大 d.隨著溫度升高，乙烯的產(chǎn)率增大 Ⅱ.碳?xì)浠衔锏木C合利用 利用甲烷的裂解可以制得多種化工原料，甲烷裂解時(shí)發(fā)生的反應(yīng)有：2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)，2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) 。實(shí)驗(yàn)測得平衡時(shí)氣體分壓(Pa)與溫度(℃)之間的關(guān)系如圖b所示(氣體分壓=總壓氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。 （4）1725 ℃時(shí)，向1L恒容密閉容器中充入0.3 molCH4達(dá)到平衡，則反應(yīng)2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)的平衡常數(shù)KP=___________(用平衡分壓代替平衡濃度)，CH4生成C2H2 的平衡轉(zhuǎn)化率為__________________。 【答案】-227 ac 0.05 < bc 1.0107Pa 62.5% 【解析】（1）已知：反應(yīng)Ⅰ：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746 kJmol-1 反應(yīng)Ⅱ：4CO(B)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) △H=-1200kJmol-1 則反應(yīng)NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)由 （反應(yīng)Ⅱ-反應(yīng)Ⅰ）/2得來，故該反應(yīng)的△H=（-1200+746）/2= -227 kJmol-1；在一定條件下，將NO2與CO以體積比1：2置于恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，當(dāng) a.體系壓強(qiáng)保持不變，說明各物質(zhì)的量不變，可以說明達(dá)到平衡，故a正確；b.因?yàn)樵摲磻?yīng)中，所有物質(zhì)均是氣體，氣體總質(zhì)量、總體積均不變，容器中氣體密度一直不變，故b錯(cuò)誤；c.混合氣體顏色保持不變，說明NO2(g)濃度不變，故c正確； d.NO2 與CO的體積比剛開始就是1：2，系數(shù)之比也是1：2，故在反應(yīng)過程中NO2 與CO的體積比一直保持不變，故d錯(cuò)誤；故選ac； （2）根據(jù)反應(yīng)： CO(g) +Cl2(g) COCl2(g) 在恒溫條件下反應(yīng) 起始濃度 0.1