專題五化學(xué)反應(yīng)中的能量變化挖命題【考情探究】考點(diǎn)內(nèi)容解讀5年考情預(yù)測熱度考題示例難度關(guān)聯(lián)考點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念及計(jì)算1.通過化學(xué)鍵的斷裂和形成,能說明化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因。2.通過化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化,認(rèn)識常見的能量轉(zhuǎn)化形式及其重要應(yīng)用。2016天津理綜,3、10(4)易熱化學(xué)方程式的書寫及正誤判斷能正確書寫熱化學(xué)方程式并根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。2018天津理綜,10(2)2016天津理綜,7(4)、10(2)2015天津理綜,7(4)2014天津理綜,7(4)中分析解讀高考對本專題內(nèi)容的考查主要集中在以下幾個(gè)方面:一是能量的轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用,主要涉及能量變化的本質(zhì),物質(zhì)能量高低與穩(wěn)定性的關(guān)系,以圖像的形式表示能量變化過程的分析;二是熱化學(xué)方程式的書寫,主要根據(jù)題給信息正確書寫有限制條件的熱化學(xué)方程式,通過化學(xué)鍵與能量的關(guān)系計(jì)算反應(yīng)熱等;三是蓋斯定律的應(yīng)用,主要是利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的數(shù)值。本專題內(nèi)容在高考題中出現(xiàn)的頻率極高,難度多集中在蓋斯定律的應(yīng)用?？疾閷W(xué)生的變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任素養(yǎng)。【真題典例】破考點(diǎn)【考點(diǎn)集訓(xùn)】考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念及計(jì)算1.2017年中國成功開采可燃冰(主要成分為甲烷)。直接從自然界得到的能源為一次能源,下列不屬于一次能源的是()A.石油B.氫能C.太陽能D.煤答案B2.中國學(xué)者在水煤氣變換CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H中突破了低溫下高轉(zhuǎn)化率與高反應(yīng)速率不能兼得的難題,該過程是基于雙功能催化劑(能吸附不同粒子)催化實(shí)現(xiàn)的。反應(yīng)過程示意圖如下:下列說法正確的是()A.過程、過程均為放熱過程 B.過程生成了具有極性共價(jià)鍵的H2、CO2C.使用催化劑降低了水煤氣變換反應(yīng)的H D.圖示過程中的H2O均參與了反應(yīng)過程答案D3.兩種由正丁烷(C4H10)催化脫氫制1-丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下:C4H10(g) C4H8(g)+H2(g) H1=+123 kJmol-1C4H10(g)+1/2O2(g) C4H8(g)+H2O(g) H2=-119 kJmol-1下列說法中不正確的是()A.中有極性鍵斷裂,同時(shí)有非極性鍵形成 B.中使用不同的催化劑,H1不變C.中反應(yīng)物總能量低于生成物總能量 D.1 mol C4H10(g)完全燃燒釋放的能量大于119 kJ答案C考點(diǎn)二熱化學(xué)方程式的書寫及正誤判斷1.煤的工業(yè)加工過程中,可利用CO和H2合成用途廣泛的化工原料甲醇,能量變化如圖所示。下列說法正確的是()A.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B.1 mol CH3OH(g)所具有的能量為90.1 kJmol-1C.CO(g)+2H2(g) CH3OH(l)H=-90.1 kJmol-1D.1 mol CO(g)和2 mol H2(g)斷鍵所需能量小于1 mol CH3OH(g)斷鍵所需能量答案D2.銅冶金技術(shù)以火法冶煉為主。(1)火法煉銅的工藝流程如下:反應(yīng):2Cu2S(s)+3O2(g) 2Cu2O(s)+2SO2(g) H=-768.2 kJmol-1反應(yīng):2Cu2O(s)+Cu2S(s) 6Cu(s)+SO2(g) H=+116.0 kJmol-1在反應(yīng)中,每生成1 mol SO2轉(zhuǎn)移電子mol。反應(yīng)Cu2S(s)+O2(g)2Cu(s)+SO2(g)的H=kJmol-1。理論上m1m2=。(2)煉銅的副產(chǎn)品SO2多用于制硫酸和石膏等化學(xué)產(chǎn)品。制硫酸中重要的一步反應(yīng)是2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)H=-196 kJmol-1。下圖表示將2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于1 L密閉容器中,當(dāng)其他條件一定時(shí),SO2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率隨X的變化關(guān)系,X(X1、X2)代表壓強(qiáng)或溫度。X代表的物理量是。A對應(yīng)條件下平衡常數(shù)K=。下圖表示的是生產(chǎn)石膏的簡單流程,請用平衡移動原理解釋向CaCO3懸濁液中通入SO2發(fā)生反應(yīng)的原因。(3)工業(yè)硫酸中往往含有一定量的SO2,測定過程如下:取m g工業(yè)硫酸配成100 mL溶液,取出20.00 mL溶液,加入1 mL指示劑,用c molL-1 I2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,消耗I2標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL,工業(yè)硫酸中含有SO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算式是。答案(1)6-217.421(2)壓強(qiáng)80CaCO3懸濁液中存在CaCO3(s) Ca2+(aq)+CO32-(aq),通入SO2時(shí),CO32-與SO2反應(yīng),c(CO32-)減小,溶解平衡正向移動(3)8cV25m100%煉技法【方法集訓(xùn)】方法反應(yīng)熱大小的比較及計(jì)算1.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)H=a kJmol-1,反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示。下列說法中,不正確的是()A.a<0 B.過程可能使用了催化劑C.使用催化劑可以提高SO2的平衡轉(zhuǎn)化率 D.反應(yīng)物斷鍵吸收能量之和小于生成物成鍵釋放能量之和答案C2.處理燃燒產(chǎn)生的煙道氣CO和SO2,方法之一是在一定條件下將其催化轉(zhuǎn)化為CO2和S。已知:2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)H=-566.0 kJ/molS(s)+O2(g) SO2(g)H=-296.0 kJ/mol下列說法中正確的是()A.轉(zhuǎn)化有利于碳參與自然界的元素循環(huán) B.轉(zhuǎn)化中S和O2屬于不同的核素C.可用澄清石灰水鑒別CO2與SO2D.轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)方程式是2CO(g)+SO2(g) S(s)+2CO2(g)H=+270 kJ/mol答案A3.強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的熱效應(yīng)為H+(aq)+OH-(aq) H2O(l)H=-57.3 kJmol-1。分別向1 L 0.5 molL-1 Ba(OH)2溶液中加入濃硫酸、稀硝酸、稀醋酸,恰好完全反應(yīng)的熱效應(yīng)分別為H1、H2、H3,下列關(guān)系正確的是()A.H1>H2>H3B.H1>H2=H3 C.H1<H2<H3D.H1=H2<H3答案C過專題【五年高考】考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念及計(jì)算A組自主命題天津卷題組1.(2016天津理綜,3,6分)下列敘述正確的是()A.使用催化劑能夠降低化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(H)B.金屬發(fā)生吸氧腐蝕時(shí),被腐蝕的速率與氧氣濃度無關(guān)C.原電池中發(fā)生的反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),該電池仍有電流產(chǎn)生D.在同濃度的鹽酸中,ZnS可溶而CuS不溶,說明CuS的溶解度比ZnS的小答案DB組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組2.(2018北京理綜,7,6分)我國科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應(yīng)歷程。該歷程示意圖如下。下列說法不正確的是()A.生成CH3COOH總反應(yīng)的原子利用率為100% B.CH4CH3COOH過程中,有CH鍵發(fā)生斷裂C.放出能量并形成了CC鍵 D.該催化劑可有效提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率答案D3.(2016江蘇單科,8,2分)通過以下反應(yīng)均可獲取H2。下列有關(guān)說法正確的是()太陽光催化分解水制氫:2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)H1=571.6 kJmol-1焦炭與水反應(yīng)制氫:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)H2=131.3 kJmol-1甲烷與水反應(yīng)制氫:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)H3=206.1 kJmol-1A.反應(yīng)中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 B.反應(yīng)為放熱反應(yīng)C.反應(yīng)使用催化劑,H3減小 D.反應(yīng)CH4(g) C(s)+2H2(g)的H=74.8 kJmol-1答案D4.(2015北京理綜,9,6分)最新報(bào)道:科學(xué)家首次用X射線激光技術(shù)觀察到CO與O在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過程。反應(yīng)過程的示意圖如下:下列說法正確的是()A.CO和O生成CO2是吸熱反應(yīng) B.在該過程中,CO斷鍵形成C和OC.CO和O生成了具有極性共價(jià)鍵的CO2 D.狀態(tài)狀態(tài)表示CO與O2反應(yīng)的過程答案C5.(2018江蘇單科,10,2分)下列說法正確的是()A.氫氧燃料電池放電時(shí)化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能B.反應(yīng)4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)常溫下可自發(fā)進(jìn)行,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)C.3 mol H2與1 mol N2混合反應(yīng)生成NH3,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目小于66.021023D.在酶催化淀粉水解反應(yīng)中,溫度越高淀粉水解速率越快答案C6.(2016海南單科,11,4分)由反應(yīng)物X轉(zhuǎn)化為Y和Z的能量變化如圖所示。下列說法正確的是()A.由XY反應(yīng)的H=E5-E2 B.由XZ反應(yīng)的H<0C.降低壓強(qiáng)有利于提高Y的產(chǎn)率 D.升高溫度有利于提高Z的產(chǎn)率答案BCC組教師專用題組7.(2014北京理綜,26,14分)NH3經(jīng)一系列反應(yīng)可以得到HNO3和NH4NO3,如下圖所示。(1)中,NH3和O2在催化劑作用下反應(yīng),其化學(xué)方程式是。(2)中,2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)。在其他條件相同時(shí),分別測得NO的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(qiáng)(p1、p2)下隨溫度變化的曲線(如圖)。比較p1、p2的大小關(guān)系:。隨溫度升高,該反應(yīng)平衡常數(shù)變化的趨勢是。(3)中,降低溫度,將NO2(g)轉(zhuǎn)化為N2O4(l),再制備濃硝酸。已知:2NO2(g) N2O4(g)H12NO2(g) N2O4(l)H2下列能量變化示意圖中,正確的是(選填字母)。N2O4與O2、H2O化合的化學(xué)方程式是。(4)中,電解NO制備NH4NO3,其工作原理如圖所示。為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,需補(bǔ)充物質(zhì)A。A是,說明理由:。答案(1)4NH3+5O2 4NO+6H2O (2)p1<p2減小(3)A2N2O4+O2+2H2O 4HNO3(4)NH3根據(jù)反應(yīng):8NO+7H2O 3NH4NO3+2HNO3,電解產(chǎn)生的HNO3多8.(2014江蘇單科,11,4分)下列有關(guān)說法正確的是()A.若在海輪外殼上附著一些銅塊,則可以減緩海輪外殼的腐蝕B.2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的H>0C.加熱0.1 molL-1 Na2CO3溶液,CO32-的水解程度和溶液的pH均增大D.對于乙酸與乙醇的酯化反應(yīng)(H<0),加入少量濃硫酸并加熱,該反應(yīng)的反應(yīng)速率和平衡常數(shù)均增大答案C9.(2015課標(biāo),27,14分)甲醇既是重要的化工原料,又可作為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇,發(fā)生的主要反應(yīng)如下:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)H1CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)H2CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)H3回答下列問題:(1)已知反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:化學(xué)鍵HHCOCOHOCHE/(kJmol-1)4363431 076465413由此計(jì)算H1=kJmol-1;已知H2=-58 kJmol-1,則H3=kJmol-1。(2)反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K表達(dá)式為;圖1 中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為(填曲線標(biāo)記字母),其判斷理由是。圖1圖2(3)合成氣組成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60時(shí),體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率()與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示。(CO)值隨溫度升高而(填“增大”或“減小”),其原因是;圖2中的壓強(qiáng)由大到小為,其判斷理由是。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反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡常數(shù)數(shù)值應(yīng)隨溫度升高變小(每空1分,共2分)(3)減小升高溫度時(shí),反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡向左移動,使得體系中CO的量增大;反應(yīng)為吸熱反應(yīng),平衡向右移動,又使產(chǎn)生CO的量增大;總結(jié)果,隨溫度升高,使CO的轉(zhuǎn)化率降低(1分,2分,共3分)p3>p2>p1相同溫度下,由于反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率;而反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),產(chǎn)生CO的量不受壓強(qiáng)影響。故增大壓強(qiáng)時(shí),有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高(每空2分,共4分)考點(diǎn)二熱化學(xué)方程式的書寫及正誤判斷A組自主命題天津卷題組1.(2014天津理綜,7,節(jié)選)(4)晶體硅(熔點(diǎn)1 410 )是良好的半導(dǎo)體材料。由粗硅制純硅過程如下:Si(粗) SiCl4 SiCl4(純) Si(純)寫出SiCl4的電子式:;在上述由SiCl4制純硅的反應(yīng)中,測得每生成1.12 kg純硅需吸收a kJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:。答案(4):ClSiClClCl:SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g)H=+0.025a kJmol-12.(2015天津理綜,7,節(jié)選)隨原子序數(shù)遞增,八種短周期元素(用字母x等表示)原子半徑的相對大小、最高正價(jià)或最低負(fù)價(jià)的變化如下圖所示。根據(jù)判斷出的元素回答問題:(4)已知1 mol e的單質(zhì)在足量d2中燃燒,恢復(fù)至室溫,放出255.5 kJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:。答案(4)2Na(s)+O2(g) Na2O2(s)H=-511 kJmol-13.(2018天津理綜,10,14分)CO2是一種廉價(jià)的碳資源,其綜合利用具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}:(1)CO2可以被NaOH溶液捕獲。若所得溶液pH=13,CO2主要轉(zhuǎn)化為(寫離子符號);若所得溶液c(HCO3-)c(CO32-)=21,溶液pH=。(室溫下,H2CO3的K1=410-7;K2=510-11)(2)CO2與CH4經(jīng)催化重整,制得合成氣:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:化學(xué)鍵CHCOHHC O(CO)鍵能/kJmol-14137454361 075則該反應(yīng)的H=。分別在V L恒溫密閉容器A(恒容)、B(恒壓,容積可變)中,加入CH4和CO2各1 mol的混合氣體。兩容器中反應(yīng)達(dá)平衡后放出或吸收的熱量較多的是(填“A”或“B”)。按一定體積比加入CH4和CO2,在恒壓下發(fā)生反應(yīng),溫度對CO和H2產(chǎn)率的影響如圖1所示。此反應(yīng)優(yōu)選溫度為900 的原因是。圖1 (3)O2輔助的Al-CO2電池工作原理如圖2所示。該電池電容量大,能有效利用CO2,電池反應(yīng)產(chǎn)物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。圖2電池的負(fù)極反應(yīng)式:。電池的正極反應(yīng)式:6O2+6e- 6O2-6CO2+6O2- 3C2O42-+6O2反應(yīng)過程中O2的作用是。該電池的總反應(yīng)式:。答案(14分)(1)CO32-10(2)+120 kJmol-1B900 時(shí),合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高,再升高溫度產(chǎn)率增幅不大,但能耗升高,經(jīng)濟(jì)效益降低(3)Al-3e-Al3+(或2Al-6e-2Al3+)催化劑2Al+6CO2Al2(C2O4)3B組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組4.(2014課標(biāo),13,6分)室溫下,將1 mol的CuSO45H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低,熱效應(yīng)為H1,將1 mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高,熱效應(yīng)為H2;CuSO45H2O受熱分解的化學(xué)方程式為:CuSO45H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l),熱效應(yīng)為H3。則下列判斷正確的是()A.H2>H3B.H1<H3 C.H1+H3=H2D.H1+H2>H3答案B由題干信息可得:CuSO45H2O(s) Cu2+(aq)+SO42-(aq)+5H2O(l)H1>0,CuSO4(s) Cu2+(aq)+SO42-(aq)H2<0,CuSO45H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l)H3,根據(jù)蓋斯定律可知,H3=H1-H2,由于H1>0,H2<0,故H3>H1,B項(xiàng)正確,C、D項(xiàng)錯(cuò)誤;H3>0,H2<0,故H3>H2,A項(xiàng)錯(cuò)誤。5.(2014重慶理綜,6,6分)已知:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)H=a kJmol-12C(s)+O2(g) 2CO(g)H=-220 kJmol-1HH、O O和OH鍵的鍵能分別為436、496和462 kJmol-1,則a為()A.-332B.-118C.+350D.+130答案D按順序?qū)㈩}中兩個(gè)熱化學(xué)方程式編號為和,依據(jù)蓋斯定律,-2得:2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)H=-(220+2a)kJmol-1,代入相關(guān)數(shù)據(jù)得:(2436+496)-4462=-(220+2a),解得a=+130,D項(xiàng)正確。6.(2014江蘇單科,10,2分)已知:C(s)+O2(g) CO2(g)H1CO2(g)+C(s) 2CO(g)H22CO(g)+O2(g) 2CO2(g)H34Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s)H43CO(g)+Fe2O3(s) 3CO2(g)+2Fe(s)H5下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是()A.H1>0,H3<0B.H2>0,H4>0 C.H1=H2+H3D.H3=H4+H5答案C7.(2017江蘇單科,8,2分)通過以下反應(yīng)可獲得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列說法不正確的是()C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)H1=a kJmol-1CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)H2=b kJmol-1CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)H3=c kJmol-12CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)H4=d kJmol-1A.反應(yīng)、為反應(yīng)提供原料氣B.反應(yīng)也是CO2資源化利用的方法之一C.反應(yīng)CH3OH(g) 12CH3OCH3(g)+12H2O(l)的H=d2 kJmol-1D.反應(yīng)2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)的H=(2b+2c+d)kJmol-1答案C8.(2015重慶理綜,6,6分)黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一,其爆炸的熱化學(xué)方程式為:S(s)+2KNO3(s)+3C(s) K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)H=x kJmol-1已知:碳的燃燒熱H1=a kJmol-1S(s)+2K(s) K2S(s)H2=b kJmol-12K(s)+N2(g)+3O2(g) 2KNO3(s)H3=c kJmol-1則x為()A.3a+b-cB.c-3a-bC.a+b-cD.c-a-b答案A9.(2017課標(biāo),28,14分)近期發(fā)現(xiàn),H2S是繼NO、CO之后的第三個(gè)生命體系氣體信號分子,它具有參與調(diào)節(jié)神經(jīng)信號傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能?；卮鹣铝袉栴}:(1)下列事實(shí)中,不能比較氫硫酸與亞硫酸的酸性強(qiáng)弱的是(填標(biāo)號)。A.氫硫酸不能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng),而亞硫酸可以B.氫硫酸的導(dǎo)電能力低于相同濃度的亞硫酸C.0.10 molL-1的氫硫酸和亞硫酸的pH分別為4.5和2.1D.氫硫酸的還原性強(qiáng)于亞硫酸(2)下圖是通過熱化學(xué)循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理。通過計(jì)算,可知系統(tǒng)()和系統(tǒng)()制氫的熱化學(xué)方程式分別為、,制得等量H2所需能量較少的是。(3)H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng):H2S(g)+CO2(g) COS(g)+H2O(g)。在610 K時(shí),將0.10 mol CO2與0.40 mol H2S充入2.5 L的空鋼瓶中,反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02。H2S的平衡轉(zhuǎn)化率1=%,反應(yīng)平衡常數(shù)K=。在620 K重復(fù)實(shí)驗(yàn),平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.03,H2S的轉(zhuǎn)化率21,該反應(yīng)的H0。(填“>”“<”或“=”)向反應(yīng)器中再分別充入下列氣體,能使H2S轉(zhuǎn)化率增大的是(填標(biāo)號)。A.H2SB.CO2C.COSD.N2答案(1)D(2)H2O(l) H2(g)+12O2(g)H=286 kJmol-1H2S(g) H2(g)+S(s)H=20 kJmol-1系統(tǒng)()(3)2.52.810-3 >> BC組教師專用題組10.(2014課標(biāo),28,15分)乙醇是重要的有機(jī)化工原料,可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產(chǎn)?；卮鹣铝袉栴}:(1)間接水合法是指先將乙烯與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸氫乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙醇。寫出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。(2)已知:甲醇脫水反應(yīng)2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)H1=-23.9 kJmol-1甲醇制烯烴反應(yīng)2CH3OH(g) C2H4(g)+2H2O(g) H2=-29.1 kJmol-1乙醇異構(gòu)化反應(yīng)C2H5OH(g) CH3OCH3(g) H3=+50.7 kJmol-1則乙烯氣相直接水合反應(yīng)C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)的H=kJmol-1。與間接水合法相比,氣相直接水合法的優(yōu)點(diǎn)是。(3)下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系(其中nH2OnC2H4=11)。列式計(jì)算乙烯水合制乙醇反應(yīng)在圖中A點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp=(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。圖中壓強(qiáng)(p1、p2、p3、p4)的大小順序?yàn)?理由是 。氣相直接水合法常采用的工藝條件為:磷酸/硅藻土為催化劑,反應(yīng)溫度290 、壓強(qiáng)6.9 MPa,nH2OnC2H4=0.61。乙烯的轉(zhuǎn)化率為5%,若要進(jìn)一步提高乙烯轉(zhuǎn)化率,除了可以適當(dāng)改變反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)外,還可以采取的措施有、。答案(1)C2H4+H2SO4C2H5OSO3H、C2H5OSO3H+H2O C2H5OH+H2SO4(2)-45.5污染小、腐蝕性小等(3)p(C2H5OH)p(C2H4)p(H2O)=20%np2n-20%n80%np2n-20%n2=201808027.85 MPa=0.07(MPa)-1p1<p2<p3<p4反應(yīng)分子數(shù)減少,相同溫度下,壓強(qiáng)升高乙烯轉(zhuǎn)化率提高將產(chǎn)物乙醇液化移去增加nH2OnC2H4的值11.(2015四川理綜,11,16分)為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)?；罨蜩F礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O 15FeSO4+8H2SO4,不考慮其他反應(yīng)。請回答下列問題:(1)第步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是。(2)檢驗(yàn)第步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇(填字母編號)。A.KMnO4溶液B.K3Fe(CN)6溶液C.KSCN溶液(3)第步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時(shí)Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是。(4)FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3,FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料。已知25 ,101 kPa時(shí):4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s)H=-1 648 kJ/molC(s)+O2(g) CO2(g)H=-393 kJ/mol2Fe(s)+2C(s)+3O2(g) 2FeCO3(s) H=-1 480 kJ/molFeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是 。(5)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時(shí)的總反應(yīng)為4Li+FeS2 Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式是。(6)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%。將a kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計(jì)。按上述流程,第步應(yīng)加入FeCO3kg。答案(1)Fe2O3+6H+ 2Fe3+3H2O (2)C(3)Fe2+被氧化為Fe3+,Fe3+水解產(chǎn)生H+(4)4FeCO3(s)+O2(g) 2Fe2O3(s)+4CO2(g)H=-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 75012.(2015安徽理綜,27,14分)硼氫化鈉(NaBH4)在化工等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。某研究小組采用偏硼酸鈉(NaBO2)為主要原料制備NaBH4,其流程如下:已知:NaBH4常溫下能與水反應(yīng),可溶于異丙胺(沸點(diǎn):33 )。(1)在第步反應(yīng)加料之前,需要將反應(yīng)器加熱至100 以上并通入氬氣,該操作的目的是。原料中的金屬鈉通常保存在中,實(shí)驗(yàn)室取用少量金屬鈉需要用到的實(shí)驗(yàn)用品有、玻璃片和小刀等。(2)請配平第步反應(yīng)的化學(xué)方程式:NaBO2+SiO2+Na+H2 NaBH4+Na2SiO3(3)第步分離采用的方法是;第步分出NaBH4并回收溶劑,采用的方法是。(4)NaBH4(s)與H2O(l)反應(yīng)生成NaBO2(s)和H2(g)。在25 、101 kPa下,已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放熱21.6 kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是。答案(1)除去反應(yīng)器中的水蒸氣和空氣煤油鑷子濾紙(2)1NaBO2+2SiO2+4Na+2H2 1NaBH4+2Na2SiO3(3)過濾蒸餾(4)NaBH4(s)+2H2O(l) NaBO2(s)+4H2(g) H=-216.0 kJmol-1【三年模擬】一、選擇題(每題6分,共6分)1.(2017天津河西一模,5)有關(guān)如下反應(yīng)的敘述正確的是().C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)H=+131.0 kJ/mol.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)H=-43 kJ/mol.CaO(s)+CO2(g) CaCO3(s)H=-178.3 kJ/mol.C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g)H=a kJ/molA.a=+90.3B.恒溫恒壓下,在已達(dá)平衡的反應(yīng)體系中再充入少量He時(shí)平衡正向移動C.其他條件不變,加壓對反應(yīng)的反應(yīng)速率無影響D.其他條件不變,升高溫度可提高反應(yīng)中CO2的轉(zhuǎn)化率答案B二、非選擇題(共64分)2.(2018天津南開中學(xué)月考,10)(14分)CO、SO2是主要的大氣污染氣體,利用化學(xué)反應(yīng)原理是治理污染的重要方法。.甲醇可以補(bǔ)充和部分替代石油燃料,緩解能源緊張,利用CO可以合成甲醇。(1)已知:CO(g)+12O2(g) CO2(g) H1=-283.0 kJmol-1H2(g)+12O2(g) H2O(l)H2=-285.8 kJmol-1CH3OH(g)+32O2(g) CO2(g)+2H2O(l)H3=-764.6 kJmol-1請寫出CO與H2合成甲醇蒸氣的熱化學(xué)方程式:。(2)一定條件下,在容積為V L的密閉容器中充入a mol CO與2a mol H2合成甲醇,CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。該反應(yīng)在A點(diǎn)的平衡常數(shù)K=(用a和V表示)。下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是。A.v(CO)=v(H2) B.混合氣體的密度不變C.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變 D.c(CO)=c(H2)寫出能增大v(CO)又能提高CO轉(zhuǎn)化率的一項(xiàng)措施:。.某學(xué)習(xí)小組以SO2為原料,采用電化學(xué)方法制取硫酸。(3)原電池原理:該小組設(shè)計(jì)的電池示意圖如下,寫出該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式:。(4)電解原理:該小組用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液,然后電解該溶液制得了硫酸。原理如下圖所示,寫出開始電解時(shí)陽極的電極反應(yīng)式:。(5)已知25 時(shí)由Na2SO3和NaHSO3形成的混合溶液恰好呈中性,則該混合溶液中各離子濃度的大小順序?yàn)?已知25 時(shí),H2SO3的電離平衡常數(shù)Ka1=110-2,Ka2=110-7)。答案(1)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)H=-90.0 kJmol-1(2)12V2a2C壓縮容器體積或增大體系壓強(qiáng)(3)SO2-2e-+2H2O SO42-+4H+(4)HSO3-2e-+H2O SO42-+3H+(5)c(Na+)>c(HSO3-)=c(SO32-)>c(OH-)=c(H+)3.(2018天津河北區(qū)一模,10,節(jié)選)(8分)丙烷在燃燒時(shí)能放出大量的熱,它是液化石油氣的主要成分,作為能源應(yīng)用于人們的日常生產(chǎn)和生活中。已知:2C3H8(g)+7O2(g) 6CO(g)+8H2O(l) H1=-2 741.8 kJ/mol2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)H2=-566 kJ/mol(1)反應(yīng)C3H8(g)+5O2(g) 3CO2(g)+4H2O(l)的H=。(3)依據(jù)(1)中的反應(yīng)可以設(shè)計(jì)一種新型燃料電池,一極通入空氣,另一極通入丙烷氣體;燃料電池內(nèi)部是熔融的摻雜著氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體,在其內(nèi)部可以傳導(dǎo)O2-。在電池內(nèi)部O2-由極移向極;電池的負(fù)極反應(yīng)式為。(4)用上述燃料電池和惰性電極電解足量Mg(NO3)2和NaCl 的混合溶液。電解開始后陰極的現(xiàn)象為。答案(1)-2 219.9 kJ/mol(3)正負(fù)C3H8+10O2- -20e- 3CO2+4H2O(4)有大量無色氣體產(chǎn)生,并且有白色沉淀產(chǎn)生4.(2018天津部分區(qū)縣一模,10,節(jié)選)(2分)用化學(xué)反應(yīng)原理研究氮及其化合物意義重大。請回答下列問題:(1)已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)H=-92.4 kJ/molN2(g)+O2(g) 2NO(g)H=+180.5 kJ/mol2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)H=-483.6 kJ/mol若有34 g氨氣經(jīng)催化氧化全部生成一氧化氮?dú)怏w和水蒸氣,放出的熱量為。答案(1)452.5 kJ5.(2018天津紅橋二模,10,節(jié)選)(2分)SO2的含量是衡量大氣污染的一個(gè)重要指標(biāo),工業(yè)上常采用催化還原法或吸收法處理SO2。利用催化還原法處理SO2不僅可消除SO2污染,還可得到有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的單質(zhì)S。(1)在復(fù)合組分催化劑作用下,CH4可使SO2轉(zhuǎn)化為S,同時(shí)生成CO2和H2O。已知CH4和S的燃燒熱(H)分別為-890.3 kJ/mol和-297.2 kJ/mol,則CH4和SO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為。答案(1)CH4(g)+2SO2(g) CO2(g)+2S(s)+2H2O(l)H=-295.9 kJ/mol6.(2018天津和平一模,10)(14分)汽車尾氣中排放的NOx和CO污染環(huán)境,在汽車尾氣系統(tǒng)中裝催化轉(zhuǎn)化器,可有效減少NOx和CO的排放。已知:2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)H=-a kJ/molN2(g)+O2(g) 2NO(g)H=+b kJ/mol2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)H=-c kJ/mol回答下列問題:(1)CO的燃燒熱H=。(2)CO將NO2還原為單質(zhì)的熱化學(xué)方程式為。(3)為了模擬反應(yīng)2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)在催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)的工作情況,控制一定條件,讓反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行,用傳感器測得不同時(shí)間NO和CO的濃度如下表:時(shí)間/s012345c(NO)/(10-4 mol/L)10.004.502.501.501.001.00c(CO)/(10-3 mol/L)3.603.052.852.752.702.70前2 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=,此溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=。能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是。A.2n(CO2)=n(N2) B.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變C.氣體密度不變 D.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變當(dāng)NO與CO濃度相等時(shí),體系中NO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。則NO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減小的原因是,圖中壓強(qiáng)(p1、p2、p3)的大小順序?yàn)?理由是。答案(1)-a2 kJ/mol(2)2NO2(g)+4CO(g) N2(g)+4CO2(g)H=-(2a+b-c)kJ/mol(3)1.87510-4 mol/(Lmin)5 000BD該反應(yīng)的正反應(yīng)放熱,升高溫度,平衡逆向移動,NO的平衡轉(zhuǎn)化率減小p1>p2>p3正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡正向移動,NO的平衡轉(zhuǎn)化率增大7.(2018天津一中月考,10,節(jié)選)(10分)煤氣中主要的含硫雜質(zhì)有H2S以及COS(有機(jī)硫),煤氣燃燒后含硫雜質(zhì)會轉(zhuǎn)化成SO2從而引起大氣污染,因此煤氣中含硫雜質(zhì)的脫除程度已成為煤氣潔凈度的一個(gè)重要指標(biāo)。請回答下列問題:(1)脫除煤氣中COS的方法有Br2的KOH溶液氧化法、H2還原法、水解法等。COS的分子結(jié)構(gòu)與CO2相似,COS的結(jié)構(gòu)式為。Br2的KOH溶液將COS氧化為硫酸鹽的離子方程式為。已知:H2、COS、H2S、CO的燃燒熱H依次為-285 kJ/mol、-299 kJ/mol、-586 kJ/mol、-283 kJ/mol;H2還原COS發(fā)生的反應(yīng)為H2(g)+COS(g) H2S(g)+CO(g),該反應(yīng)的H=kJ/mol。恒溫恒容條件下,密閉容器中將氣體按n(H2)n(COS)=21混合發(fā)生上述反應(yīng),下列事實(shí)能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(填字母)。a.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變 b.n(H2)與n(COS)的比值不變c.CO的體積分?jǐn)?shù)不變 d.形成2 mol HS鍵的同時(shí)形成1 mol HH鍵用活性-Al2O3催化COS水解的反應(yīng)為COS(g)+H2O(g) CO2(g)+H2S(g)H<0,相同流量且在催化劑表面停留相同時(shí)間時(shí),不同溫度下COS的轉(zhuǎn)化率(未達(dá)到平衡)如圖所示:由圖可知,催化劑活性最大時(shí)對應(yīng)的溫度約為,COS的轉(zhuǎn)化率在后期下降的原因是。答案(1)OCSCOS+4Br2+12OH- CO32-+SO42-+8Br-+6H2O285bcd146 (填145149 均可)催化劑中毒,發(fā)生副反應(yīng)8.(2019屆天津?qū)嶒?yàn)中學(xué)月考,9)(14分)工業(yè)上通常采取CO(g) 和H2(g)合成CH3OH(g)。(1)已知某溫度和壓強(qiáng)下:2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)H=-566 kJmol-12H2(g)+O2(g) 2H2O(g)H=-483.6 kJmol-12CH3OH(g)+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(g)H=-1 275.6 kJmol-1則在相同溫度和壓強(qiáng)下,CO(g)與H2(g)合成CH3OH(g)的熱化學(xué)方程式為。若反應(yīng)生成6.4 g甲醇,則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為。(2)可利用甲醇燃燒反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池。如圖1,用Pt作電極材料,用氫氧化鉀溶液作電解質(zhì)溶液,在兩個(gè)電極上分別充入甲醇和氧氣。寫出燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式:。若利用該燃料電池提供電源,與圖1右邊燒杯相連,在鐵件表面鍍銅,則鐵件應(yīng)是極(填“A”或“B”);當(dāng)鐵件的質(zhì)量增重6.4 g時(shí),燃料電池中消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為L。(3)電解法可消除甲醇對水質(zhì)造成的污染,原理是:通電將Co2+氧化成Co3+,然后將甲醇氧化成CO2和H+(用石墨烯除去Co2+)?，F(xiàn)用圖2所示裝置模擬上述過程,則Co2+在陽極的電極反應(yīng)式為。除去甲醇的離子方程式為。答案(1)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)H=-128.8 kJmol-10.8 mol(2)CH3OH-6e-+8OH- CO32-+6H2OB1.12(3)Co2+-e- Co3+6Co3+CH3OH+H2O CO2+6Co2+6H+