2020届高考化学一轮复习化学反应与能量高考真题作业 8页

‎　　　　‎ ‎1．(2017·江苏高考)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是(　　)‎ ‎①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　‎ ΔH1＝a kJ·mol－1‎ ‎②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　‎ ΔH2＝b kJ·mol－1‎ ‎③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　‎ ΔH3＝c kJ·mol－1‎ ‎④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　‎ ΔH4＝d kJ·mol－1‎ A．反应①、②为反应③提供原料气 B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一 C．反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(l)的ΔH＝ kJ·mol－1‎ D．反应2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d) kJ·mol－1‎ 答案　C 解析　A对：反应③的反应物是反应①、②的产物，所以反应①、②为反应③提供原料气。B对：反应③是CO2与H2反应制取甲醇，是CO2资源化利用的方法之一。C错：该反应产物H2O为气态时，ΔH＝ kJ·mol－1。D对：根据盖斯定律，反应②×2＋③×2＋④可得反应2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d) kJ·mol－1。‎ ‎2．(2016·江苏高考)通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是(　　)‎ ‎①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH1＝571.6 kJ·mol－1‎ ‎②焦炭与水反应制氢：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH2＝131.3 kJ·mol－1‎ ‎③甲烷与水反应制氢：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH3＝206.1 kJ·mol－1‎ A．反应①中电能转化为化学能 B．反应②为放热反应 C．反应③使用催化剂，ΔH3减小 D．反应CH4(g)===C(s)＋2H2(g)的ΔH＝74.8 kJ·mol－1‎ 答案　D 解析　A项，反应①是光能转化为化学能，错误；B项，反应②的焓变为正值，属于吸热反应，错误；C项，催化剂不会改变反应的焓变，错误；D项，根据盖斯定律，③－②得所求反应，其焓变为：206.1 kJ·mol－1－131.3 kJ·mol－1＝74.8 kJ·mol－1，正确。‎ ‎3．(2015·上海高考)已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．加入催化剂，减小了反应的热效应 B．加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率 C．H2O2分解的热化学方程式：H2O2―→H2O＋O2＋Q D．反应物的总能量高于生成物的总能量 答案　D 解析　A项，加入催化剂，对反应的热效应无影响，错误；B项，加入催化剂，只能改变反应速率，不能使平衡移动，故无法提高H2O2的平衡转化率，错误；C项，热化学方程式需标明物质的状态，错误；D项，由图像知，该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量，正确。‎ ‎　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎4．(2015·重庆高考)黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：‎ S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)‎ ΔH＝x kJ·mol－1‎ 已知：碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1‎ S(s)＋2K(s)===K2S(s)　 ΔH2＝b kJ·mol－1‎ ‎2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)‎ ΔH3＝c kJ·mol－1‎ 则x为(　　)‎ A．3a＋b－c B．c－3a－b C．a＋b－c D．c－a－b 答案　A 解析　①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1；②S(s)＋‎ ‎2K(s)===K2S(s)'ΔH2＝b kJ·mol－1；③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)'ΔH3＝c kJ·mol－1。根据盖斯定律：②－③＋3×①可得：S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH＝(3a＋b－c) kJ·mol－1，故x＝3a＋b－c，选项A正确。‎ ‎5．(2018·高考组合题)(1)(全国卷Ⅰ)已知：2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g)‎ ΔH1＝－4.4 kJ·mol－1‎ ‎2NO2(g)===N2O4(g)　ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1‎ 则反应N2O5(g)===2NO2(g)＋O2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。‎ ‎(2)(全国卷Ⅱ)CH4CO2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)＋O2(g)===CO(g)‎ ΔH＝－111 kJ·mol－1‎ 该催化重整反应的ΔH＝________kJ·mol－1。‎ ‎(3)(全国卷Ⅲ)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。‎ ‎(4)(北京高考)反应Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋551 kJ·mol－1‎ 反应Ⅲ：S(s)＋O2(g)===SO2(g)‎ ΔH3＝－297 kJ·mol－1‎ ‎ (5)(天津高考)CO2与CH4经催化重整，制得合成气：‎ CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)‎ 已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：‎ 则该反应的ΔH＝____________。‎ ‎(6)(江苏高考)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：‎ ‎2NO2(g)＋H2O(l)===HNO3(aq)＋HNO2(aq)　ΔH＝－116.1 kJ·mol－1‎ ‎3HNO2(aq)===HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l)　ΔH＝75.9 kJ·mol－1‎ 反应3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。‎ 答案　(1)53.1　(2)247　(3)114‎ ‎(4)3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)‎ ΔH2＝－254 kJ·mol－1‎ ‎(5)＋120 kJ·mol－1　(6)－136.2‎ 解析　(1)已知：ⅰ.2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g)　‎ ΔH1＝－4.4 kJ·mol－1‎ ⅱ.2NO2(g)===N2O4(g)　ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1‎ 根据盖斯定律可知ⅰ÷2－ⅱ即得到N2O5(g)===2NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝－ΔH2＝53.1 kJ·mol－1。‎ ‎(2)已知：①C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH＝－75 kJ·mol－1‎ ‎②C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－394 kJ·mol－1‎ ‎③C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－111 kJ·mol－1‎ 根据盖斯定律可知③×2－②－①即得到CH4CO2催化重整反应CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝247 kJ·mol－1。‎ ‎(3)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目标反应的焓变，所以焓变为[48×3＋(－30)] kJ·mol－1＝114 kJ·mol－1。‎ ‎(4)根据过程，反应Ⅱ为SO2催化歧化生成H2SO4和S，反应为3SO2＋2H2O===2H2SO4＋S。应用盖斯定律，反应Ⅰ＋反应Ⅲ得，2H2SO4(l)＋S(s)===3SO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH3＝(＋551 kJ·mol－1)＋(－297 kJ·mol－1)＝＋254 kJ·mol－1，反应Ⅱ的热化学方程式为3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)　ΔH＝－254 kJ·mol－1。‎ ‎(5)化学反应的焓变应该等于反应物键能减去生成物的键能，所以焓变为(4×413＋2×745) kJ·mol－1－(2×1075＋2×436) kJ·mol－1＝＋120 kJ·mol－1。‎ ‎(6)将两个热化学方程式编号，‎ ‎2NO2(g)＋H2O(l)===HNO3(aq)＋HNO2(aq)　ΔH＝－116.1 kJ·mol－1(①式)‎ ‎3HNO2(aq)===HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l)　ΔH＝75.9 kJ·mol－1(②式)‎ 应用盖斯定律，将(①式×3＋②式)÷2得，反应 ‎3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g)　ΔH＝[(－116.1 kJ·mol－1)×3＋75.9 kJ·mol－1]÷2＝－136.2 kJ·mol－1。‎ ‎6．(2017·高考组合题)(1)(全国卷Ⅰ)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。‎ 通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为__________________________________________________________、‎ ‎_________________________________________________________，‎ 制得等量H2所需能量较少的是________。‎ ‎(2)(全国卷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：‎ 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)　 ΔH1‎ 已知：②C4H10(g)＋O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－119 kJ·mol－1‎ ‎③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH3＝－242 kJ·mol－1‎ 反应①的ΔH1＝________kJ·mol－1。‎ ‎(3)(北京高考)TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：‎ 氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。‎ 已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋175.4 kJ·mol－1‎ ‎2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2＝－220.9 kJ·mol－1‎ 沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式：‎ ‎_____________________________________________________________。‎ 答案　(1)H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋286 kJ·mol－1‎ H2S(g)===H2(g)＋S(s)　ΔH＝＋20 kJ·mol－1　系统(Ⅱ)‎ ‎(2)＋123‎ ‎(3)TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g)ΔH＝－45.5 kJ·mol－1‎ 解析　(1)令题干中的四个热化学方程式分别为：‎ ‎①H2SO4(aq)===SO2(g)＋H2O(l)＋O2(g)‎ ΔH1＝＋327 kJ·mol－1‎ ‎②SO2(g)＋I2(s)＋2H2O(l)===2HI(aq)＋H2SO4(aq)‎ ΔH2＝－151 kJ·mol－1‎ ‎③2HI(aq)===H2(g)＋I2(s)ΔH3＝＋110 kJ·mol－1‎ ‎④H2S(g)＋H2SO4(aq)===S(s)＋SO2(g)＋2H2O(l)‎ ΔH4＝＋61 kJ·mol－1‎ 根据盖斯定律，将①＋②＋③可得，系统(Ⅰ)中的热化学方程式：‎ H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝327 kJ·mol－1－151 kJ·mol－1＋110 kJ·mol－1＝＋286 kJ·mol－1‎ 同理，将②＋③＋④可得，系统(Ⅱ)中的热化学方程式：‎ H2S(g)===H2(g)＋S(s)　ΔH＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝－151 kJ·mol－1＋110 kJ·mol－1＋61 kJ·mol－1＝＋20 kJ·mol－1‎ 由所得两热化学方程式可知，制得等量H2所需能量较少的是系统(Ⅱ)。‎ ‎(2)由盖斯定律可知，①式＝②式－③式，即ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119 kJ·mol－1－(－242 kJ·mol－1)＝＋123 kJ·mol－1。‎ ‎(3)钛精矿的主要成分是TiO2，在沸腾炉中加碳氯化时生成TiCl4(g)和CO(g)的反应为TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)TiCl4(g)＋2CO(g)。将题给两个已知热化学方程式依次编号为ⅰ、ⅱ，根据盖斯定律，由ⅰ＋ⅱ可得TiO2(s)＋2C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋2CO(g)，则有ΔH＝(＋175.4 kJ·mol－1)＋(－220.9 kJ·mol－1)＝－45.5 kJ·mol－1。‎ ‎7．(2016·高考组合题)(1)(全国卷Ⅱ)已知 ‎①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l)　ΔH1‎ ‎②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l)　ΔH2‎ ‎③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)　ΔH3‎ ‎④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)‎ ΔH4＝－1048.9 kJ·mol－1‎ 上述反应热效应之间的关系式为ΔH4＝____________。‎ ‎(2)(四川高考)工业上常用磷精矿[Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸。已知25 ℃，101 kPa时：‎ CaO(s)＋H2SO4(l)===CaSO4(s)＋H2O(l)‎ ΔH＝－271 kJ·mol－1‎ ‎5CaO(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)===Ca5(PO4)3F(s)＋5H2O(l)　ΔH＝－937 kJ·mol－1‎ 则Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是 ‎_______________________________________________________。‎ 答案　(1)2ΔH3－2ΔH2－ΔH1　(2)Ca5(PO4)3F(s)＋5H2SO4(l)===5CaSO4(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)　ΔH＝－418 kJ·mol－1‎ 解析　(1)由已知热化学方程式①②③可得：‎ N2O4(l)===2O2(g)＋N2(g)　－ΔH1‎ ‎2N2H4(l)===2N2(g)＋4H2(g)　－2ΔH2‎ ‎2O2(g)＋4H2(g)===4H2O(g)　2ΔH3‎ 根据盖斯定律，将上述三个热化学方程式相加，可得 ‎2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1。‎ ‎(2)CaO(s)＋H2SO4(l)===CaSO4(s)＋H2O(l)‎ ΔH＝－271 kJ·mol－1　①‎ ‎5CaO(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)===Ca5(PO4)3F(s)＋5H2O(l)ΔH＝－937 kJ·mol－1　②‎ 根据盖斯定律，由①×5－②得，Ca5(PO4)3F(s)＋5H2SO4(l)===5CaSO4(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)　ΔH＝－271×5 kJ·mol－1－(－937) kJ·mol－1＝－418 kJ·mol－1。‎ ‎8．(2015·山东高考)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T时，该反应的热化学方程式为__________________________。‎ 已知温度为T时：‎ CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)‎ ΔH＝＋165 kJ·mol－1‎ CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·mol－1‎ 答案　CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)‎ ‎ ΔH＝－206 kJ·mol－1‎ 解析　将题中两个已知的热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，由②－①可得CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)' ΔH＝－206 kJ·mol－1。‎