湖南版2021高考化学一轮复习专题6化学反应中的能量变化精练含解析 16页

专题6　化学反应中的能量变化 ‎【考情探究】‎ 课 标 解 读 考点 化学反应中的热效应及热化学方程式 盖斯定律及反应热计算 解读 ‎1.了解化学能与热能的相互转化,了解吸热反应、放热反应、反应热等的概念 ‎2.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础,了解化学在解决能源危机中的重要作用 ‎3.了解热化学方程式的含义,能正确书写热化学方程式 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 考情分析 ‎“反应热”是近几年课标卷的必考内容,常出现在非选择题的某个设问中,与化学反应速率、化学平衡及工艺流程相结合进行考查。考查形式基本稳定,分值一般占2~4分;从考查的内容来看,均与盖斯定律有关 备考指导 在备考中应注意以下三个方面的复习:化学反应中能量变化的概念;热化学方程式的书写规则及有限制条件的热化学方程式的书写;应用盖斯定律进行有关反应焓变的计算 ‎【真题探秘】‎ - 16 -‎ 基础篇 固本夯基 ‎【基础集训】‎ 考点一　化学反应中的热效应及热化学方程式 ‎1.(2020届湖南雅礼中学月考三,11)下列热化学方程式或说法正确的是(　　)‎ A.甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1‎ B.500 ℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-38.6 kJ·mol-1‎ C.同温同压下,反应H2+Cl2 2HCl在光照和点燃条件下分别发生反应,两者的反应热相同 D.已知中和反应反应热为57.3 kJ·mol-1,则稀硫酸与氢氧化钡溶液反应的热化学方程式为2H+(aq)+SO‎4‎‎2-‎(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq) BaSO4(s)+2H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1‎ 答案　C　‎ ‎2.(2019河南焦作定位考试,12)下列说法正确的是(　　)‎ A.已知C(石墨,s) C(金刚石,s)　ΔH>0,则金刚石比石墨稳定 B.已知H+(aq)+OH-(aq) H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则稀硫酸溶液和稀Ba(OH)2溶液反应的反应热ΔH=-114.6 kJ·mol-1‎ C.常温下,反应C(s)+CO2(g) 2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH<0‎ D.已知H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)　ΔH1=-a kJ·mol-1,H2(g)+Cl2(g) 2HCl(l)　ΔH2=-b kJ·mol-1,则aΔH3‎ - 16 -‎ D.如图所示为甲醇燃料电池的工作原理示意图,负极的电极反应为CH3OH-6e-+6OH- CO2↑+5H2O 答案　B　‎ ‎2.(2019湖南长郡中学月考四,8)物质A在一定条件下可发生一系列转化,由图判断下列关系错误的是(　　)‎ A.A→F,ΔH=-ΔH6‎ B.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0‎ C.C→F,ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH6‎ D.若A→C为放热过程,则ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6 >0‎ 答案　C　‎ ‎3.(2019湖南雅礼中学月考三,13)根据如下所示能量变化示意图,判断下列说法不正确的是(　　)‎ A.相同质量的N2H4(g)和N2H4(l),前者具有的能量较高 B.相同物质的量的NO2(g)和N2O4(g),后者含有的总键能较高 C.ΔH5=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4‎ D.N2H4(l)+NO2(g) ‎3‎‎2‎N2(g)+2H2O(l)　ΔH,则ΔH>ΔH4‎ 答案　D　‎ ‎4.(2019湖南四校摸底,17节选)氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢气的制备、应用等环节。回答下列问题:‎ ‎(1)氢气的制备 热化学硫碘循环分解水以太阳能为热源,是一种高效、无污染的制氢方法,其反应过程如图所示。‎ 反应Ⅱ包含两步反应:‎ ‎①H2SO4(l) SO3(g)+H2O(g)　ΔH=+177 kJ·mol-1‎ ‎②2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)　ΔH=+196 kJ·mol-1‎ 写出反应Ⅱ的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)氢气的应用 - 16 -‎ CO2加氢制备甲酸(HCOOH)可用于回收利用CO2。温度为T1时,将等物质的量的CO2和H2充入体积为1 L的密闭容器中发生反应:CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)　ΔH,化学平衡常数K=1。‎ 实验测得:v正=k正·c(CO2)·c(H2),v逆=k逆·c(HCOOH),k正、k逆为速率常数。‎ ‎①当CO2的转化率为33.3%时,HCOOH的体积分数为　　　　。 ‎ ‎②T1时,k逆=　　　　(用k正表示)。当升高温度至T2时,k逆=0.9k正,则ΔH　　　　(填“>”“<”或“=”)0。 ‎ 答案　(1)2H2SO4(l) 2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)　‎ ΔH=+550 kJ·mol-1‎ ‎(2)①20.0%　②k正　>‎ 应用篇知行合一 ‎【应用集训】‎ ‎1.(2019河北衡水十三中质检,15)N2O和CO是环境污染性气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,其反应原理为N2O(g)+CO(g) CO2(g)+N2(g)　ΔH,有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A.ΔH=ΔH1+ΔH2‎ B.ΔH=-226 kJ/mol C.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能 D.为了实现转化需不断向反应器中补充Pt2O+和Pt2‎O‎2‎‎+‎ 答案　D　‎ ‎2.(2019陕西汉中十二校联考,27节选)碳酸亚铁(FeCO3)是菱铁矿的主要成分,将其隔绝空气加热到200 ℃开始分解为FeO和CO2,若将其在空气中高温煅烧则生成Fe2O3。‎ ‎(1)已知25 ℃、101 kPa时:‎ ‎①C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH=-393 kJ·mol-1‎ ‎②铁及其化合物反应的焓变示意图如下:‎ 请写出FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)据报道,一定条件下Fe2O3可被甲烷还原为“纳米级”的金属铁。其热化学方程式为Fe2O3(s)+3CH4(g) 2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)　ΔH。‎ ‎①反应在3 L的密闭容器中进行,2 min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量减少4.8 g,则该段时间内用H2表示该反应的平均反应速率为　　　　mol·L-1·min-1。 ‎ ‎②将一定量的Fe2O3(s)和CH4(g)置于恒温恒容密闭容器中,在一定条件下反应,能说明反应达到平衡状态的是　　　　(填字母)。 ‎ A.CO和H2的物质的量之比为1∶2‎ B.混合气体的密度不再改变 C.铁的物质的量不再改变 D.v正(CO)=2v逆(H2)‎ ‎③在容积为V L的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个相同的密闭容器中加入足量“纳米级”的金属铁,然后分别充入a mol CO和2a mol H2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变,在其他条件相 - 16 -‎ 同的情况下,实验测得反应均进行到t min时,CO的体积分数如图1所示,此时Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定处于化学平衡状态的是　　　　;反应2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g) Fe2O3(g)+3CH4(g)为　　　　反应(填“吸热”或“放热”)。 ‎ 答案　D　(1)4FeCO3(s)+O2(g) 2Fe2O3(s)+4CO2(g)‎ ΔH=-260 kJ·mol-1‎ ‎(2)①0.03　②BC　③Ⅲ　放热 ‎【五年高考】‎ 考点一　化学反应中的热效应及热化学方程式 ‎1.(2018浙江4月选考,21,2分)氢卤酸的能量关系如图所示:‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.已知HF气体溶于水放热,则HF的ΔH1<0‎ B.相同条件下,HCl的ΔH2比HBr的小 C.相同条件下,HCl的(ΔH3+ΔH4)比HI的大 D.一定条件下,气态原子生成1 mol H—X键放出a kJ能量,则该条件下ΔH2=a kJ·mol-1‎ 答案　D　‎ ‎2.(2015北京理综,9,6分)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.CO和O生成CO2是吸热反应 B.在该过程中,CO断键形成C和O C.CO和O生成了具有极性共价键的CO2‎ D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程 答案　C　‎ ‎3.(2019天津理综,10,14分)多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。‎ 回答下列问题:‎ - 16 -‎ Ⅰ.硅粉与HCl在300 ℃时反应生成1 mol SiHCl3气体和H2,放出225 kJ热量,该反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。SiHCl3的电子式为　　　　　　。 ‎ Ⅱ.将SiCl4氢化为SiHCl3有三种方法,对应的反应依次为:‎ ‎①SiCl4(g)+H2(g) SiHCl3(g)+HCl(g)　ΔH1>0‎ ‎②3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s) 4SiHCl3(g)　ΔH2<0‎ ‎③2SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g) 3SiHCl3(g)　ΔH3‎ ‎(1)氢化过程中所需的高纯度H2可用惰性电极电解KOH溶液制备,写出产生H2的电极名称　　　　(填“阳极”或“阴极”),该电极反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)已知体系自由能变ΔG=ΔH-TΔS,ΔG<0时反应自发进行。三个氢化反应的ΔG与温度的关系如图1所示,可知:反应①能自发进行的最低温度是　　　　;相同温度下,反应②比反应①的ΔG小,主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)不同温度下反应②中SiCl4转化率如图2所示。下列叙述正确的是　　　　(填序号)。 ‎ a.B点:v正>v逆　　b.v正:A点>E点 c.反应适宜温度:480~520 ℃‎ ‎(4)反应③的ΔH3=　　　　(用ΔH1,ΔH2表示)。温度升高,反应③的平衡常数K　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 ‎ ‎(5)由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除SiCl4、SiHCl3和Si外,还有　　　　(填分子式)。 ‎ 答案　(14分)Ⅰ.Si(s)+3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g)　ΔH=-225 kJ·mol-1　‎‎·‎‎·‎Cl‎··‎‎··‎‎·‎‎·‎Si‎··‎‎··‎‎·‎‎·‎Cl‎··‎‎··‎‎·‎‎·‎H‎·‎‎·‎Cl‎··‎‎·‎‎·‎ Ⅱ.(1)阴极　2H2O+2e- H2↑+2OH-或2H++2e- H2↑‎ ‎(2)1 000 ℃　ΔH2<ΔH1导致反应②的ΔG小 ‎(3)a、c　(4)ΔH2-ΔH1　减小　(5)HCl、H2‎ 考点二　盖斯定律及反应热计算 ‎4.(2019江苏单科,11,4分)氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是(　　)‎ A.一定温度下,反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)能自发进行,该反应的ΔH<0‎ B.氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e- 4OH-‎ C.常温常压下,氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2,转移电子的数目为6.02×1023‎ D.反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)的ΔH可通过下式估算:ΔH=反应中形成新共价键的键能之和-反应中断裂旧共价键的键能之和 答案　A　‎ ‎5.(2015重庆理综,6,6分)黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为:‎ S(s)+2KNO3(s)+3C(s) K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)‎ ΔH=x kJ·mol-1‎ 已知:碳的燃烧热ΔH1=a kJ·mol-1‎ S(s)+2K(s) K2S(s)　ΔH2=b kJ·mol-1‎ ‎2K(s)+N2(g)+3O2(g) 2KNO3(s)　ΔH3=c kJ·mol-1‎ - 16 -‎ 则x为(　　)‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.3a+b-c B.c-3a-b C.a+b-c D.c-a-b 答案　A　本题已知的三个热化学方程式为:‎ ‎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 由盖斯定律可推出,3×①+②-③可得热化学方程式S(s)+2KNO3(s)+3C(s) K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)　ΔH=x kJ·mol-1=(3a+b-c) kJ·mol-1,因此A项正确。‎ ‎6.(2018课标Ⅱ,27,14分)CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:‎ ‎(1)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)。‎ 已知:C(s)+2H2(g) CH4(g)　ΔH=-75 kJ·mol-1‎ C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH=-394 kJ·mol-1‎ C(s)+‎1‎‎2‎O2(g) CO(g)　ΔH=-111 kJ·mol-1‎ 该催化重整反应的ΔH=　　　　kJ·mol-1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是　　　　(填标号)。 ‎ A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压 某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为　　　　mol2·L-2。 ‎ ‎(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表:‎ 积碳反应 CH4(g) C(s)+‎ ‎2H2(g)‎ 消碳反应 CO2(g)+C(s) ‎ ‎2CO(g)‎ ΔH/(kJ·mol-1)‎ ‎75‎ ‎172‎ 活化能/‎ ‎(kJ·mol-1)‎ 催化剂X ‎33‎ ‎91‎ 催化剂Y ‎43‎ ‎72‎ ‎①由上表判断,催化剂X　　　　Y(填“优于”或“劣于”),理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如下图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是　　　　(填标号)。 ‎ A.K积、K消均增加 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 - 16 -‎ ‎②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如下图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)247　A　‎‎1‎‎3‎ ‎(2)①劣于　相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;而消碳反应活化能相对小,消碳反应速率大　AD ‎②pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)‎ ‎7.(2017课标Ⅰ,28,14分)近期发现,H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题:‎ ‎(1)下列事实中,不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是　　　　　(填标号)。 ‎ A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以 B.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸 C.0.10 mol·L-1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1‎ D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸 ‎(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。‎ 通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,制得等量H2所需能量较少的是　　　　　。 ‎ ‎(3)H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g) COS(g)+H2O(g)。在610 K时,将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。‎ ‎①H2S的平衡转化率α1=　　　　　%,反应平衡常数K=　　　　　。 ‎ ‎②在620 K重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率α2　　　　　α1,该反应的ΔH　　　0。(填“>”“<”或“=”) ‎ ‎③向反应器中再分别充入下列气体,能使H2S转化率增大的是　　　　　(填标号)。 ‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.H2S B.CO2 C.COS D.N2‎ 答案　(1)D ‎(2)H2O(l) H2(g)+‎1‎‎2‎O2(g)　ΔH=286 kJ·mol-1　H2S(g) H2(g)+S(s)　ΔH=20 kJ·mol-1　系统(Ⅱ)‎ ‎(3)①2.5　2.8×10-3　②>　>　③B ‎8.(2015课标Ⅱ,27,14分)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:‎ - 16 -‎ ‎①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH1‎ ‎②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH2‎ ‎③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH3‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下:‎ 化学键 H—H C—O CO H—O C—H E/(kJ·mol-1)‎ ‎436‎ ‎343‎ ‎1 076‎ ‎465‎ ‎413‎ 由此计算ΔH1=　　　　kJ·mol-1;已知ΔH2=-58 kJ·mol-1,则ΔH3=　　　　kJ·mol-1。 ‎ ‎(2)反应①的化学平衡常数K表达式为　　　　　　　　;图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为　　　　(填曲线标记字母),其判断理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 图1　　　　　　　　　　　　　图2　　‎ ‎(3)合成气组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时,体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随温度升高而　　　　(填“增大”或“减小”),其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;图2中的压强由大到小为　　　　,其判断理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)-99　+41(每空2分,共4分)‎ ‎(2)K=c(CH‎3‎OH)‎c(CO)·c‎2‎(H‎2‎)‎[或Kp=p(CH‎3‎OH)‎p(CO)·p‎2‎(H‎2‎)‎](1分)‎ a　反应①为放热反应,平衡常数数值应随温度升高变小(每空1分,共2分)‎ ‎(3)减小　升高温度时,反应①为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;反应③为吸热反应,平衡向右移动,又使产生CO的量增大;总结果,随温度升高,使CO的转化率降低(1分,2分,共3分)　p3>p2>p1　相同温度下,由于反应①为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率;而反应③为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响。故增大压强时,有利于CO的转化率升高(每空2分,共4分)‎ 教师专用题组 考点一　化学反应中的热效应及热化学方程式 ‎1.(2014江苏单科,11,4分)下列有关说法正确的是(　　)‎ A.若在海轮外壳上附着一些铜块,则可以减缓海轮外壳的腐蚀 B.2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的ΔH>0 ‎ C.加热0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,CO‎3‎‎2-‎的水解程度和溶液的pH均增大 D.对于乙酸与乙醇的酯化反应(ΔH<0),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数均增大 答案　C　‎ ‎2.(2015山东理综,30,19分)合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能,在配合氢能的开发中起着重要作用。‎ - 16 -‎ ‎(1)一定温度下,某贮氢合金(M)的贮氢过程如图所示,纵轴为平衡时氢气的压强(p),横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。‎ 在OA段,氢溶解于M中形成固溶体MHx,随着氢气压强的增大,H/M逐渐增大;在AB段,MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy,氢化反应方程式为:zMHx(s)+H2(g) zMHy(s)　ΔH1(Ⅰ);在B点,氢化反应结束,进一步增大氢气压强,H/M几乎不变。反应(Ⅰ)中z=　　　　(用含x和y的代数式表示)。温度为T1时,2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL,吸氢速率v=　　　　mL·g-1·min-1。反应(Ⅰ)的焓变ΔH1　　　　0(填“>”“=”或“< ”)。 ‎ ‎(2)η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例,则温度为T1、T2时,η(T1)　　　η(T2)(填“>”“=”或“< ”)。当反应(Ⅰ)处于图中a点时,保持温度不变,向恒容体系中通入少量氢气,达平衡后反应(Ⅰ)可能处于图中的　　　　点(填“b”“c”或“d”),该贮氢合金可通过　　　　或　　　　的方式释放氢气。 ‎ ‎(3)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　(1)‎2‎y-x　30　<‎ ‎(2)>　c　加热　减压 ‎(3)CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g)　ΔH=-206 kJ·mol-1‎ 考点二　盖斯定律及反应热计算 ‎3.(2014重庆理综,6,6分)已知:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH=a kJ·mol-1‎ ‎2C(s)+O2(g) 2CO(g)　ΔH=-220 kJ·mol-1‎ H—H、O O和O—H键的键能分别为436、496和462 kJ·mol-1,则a为(　　)‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.-332 B.-118 C.+350 D.+130‎ 答案　D　‎ ‎4.(2014课标Ⅱ,13,6分)室温下,将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1,将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2;CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为:CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3。则下列判断正确的是(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3‎ C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3‎ 答案　B　‎ ‎5.(2013重庆理综,6,6分)已知:‎ P4(g)+6Cl2(g) 4PCl3(g)　ΔH=a kJ·mol-1,‎ P4(g)+10Cl2(g) 4PCl5(g)　ΔH=b kJ·mol-1,‎ - 16 -‎ P4具有正四面体结构,PCl5中P—Cl键的键能为c kJ·mol-1,PCl3中P—Cl键的键能为1.2c kJ·mol-1。‎ 下列叙述正确的是(　　)‎ A.P—P键的键能大于P—Cl键的键能 B.可求Cl2(g)+PCl3(g) PCl5(s)的反应热ΔH C.Cl—Cl键的键能为(b-a+5.6c)/4 kJ·mol-1‎ D.P—P键的键能为(5a-3b+12c)/8 kJ·mol-1‎ 答案　C　‎ ‎【三年模拟】‎ 时间:40分钟　分值:60分 一、选择题 ‎(每小题5分,共25分)‎ ‎1.(2020届湖南师大附中月考三,5)S2Cl2和SCl2均为重要的化工原料,都满足8电子稳定结构。‎ 已知:①S2(l)+Cl2(g) S2Cl2(g)　ΔH1=x kJ/mol ‎②S2Cl2(g)+Cl2(g) 2SCl2(g)　ΔH2=y kJ/mol ‎③相关化学键的键能如下表所示:‎ 化学键 S—S S—Cl Cl—Cl 键能/kJ/mol a b c 下列说法错误的是(　　)‎ A.SCl2的结构式为Cl—S—Cl B.S2Cl2的电子式为··Cl‎··‎‎··‎··S‎··‎‎··‎··S‎··‎‎··‎··Cl‎··‎‎··‎··‎ C.y=2b-a-c D.在S2(l)+2Cl2(g) 2SCl2(g)的反应中,ΔH=(x+y) kJ/mol 答案　C　‎ ‎2.(2020届湖南长沙一中月考二,6)设NA为阿伏加德罗常数的值。已知反应:‎ ‎①CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH1=a kJ·mol-1‎ ‎②CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g)　ΔH2=b kJ·mol-1‎ 键能定义:在标准状况下,将1 mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g)、B(g)所需的能量。已知1 mol氧气的键能为x kJ。其他数据如下表所示:‎ 化学键 C O C—H O—H 键能/(kJ·mol-1)‎ ‎798‎ ‎413‎ ‎463‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.x=(1 796+a)/2‎ B.H2O(g) H2O(l)的ΔS<0、ΔH=(a-b)kJ·mol-1‎ C.当有4NA个O—H键生成时,反应放出的热量为a kJ D.利用反应①设计的原电池电解精炼铜,当负极输出0.2NA个电子时,理论上电解槽的阴极质量增重6.4 g 答案　D　‎ ‎3.(2019湖南四校摸底调研,13)一定条件下,在水溶液中1 mol Cl-、ClOx‎-‎(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如下图所示。下列有关说法正确的是(　　)‎ - 16 -‎ 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.对于反应CB+D,反应物的总键能大于生成物的总键能 D.BA+D反应的热化学方程式为3ClO-(aq) ClO‎3‎‎-‎(aq)+2Cl-(aq)　ΔH=-116 kJ·mol-1‎ 答案　D　‎ ‎4.(2019辽宁六校协作体期初联考,9)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.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 B.热稳定性:MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2‎ C.工业上可电解MgCl2溶液冶炼金属镁,该过程需吸收热量 D.金属镁和卤素单质(X2)的反应能自发进行是因为ΔH均小于零 答案　D　‎ ‎5.(2018豫北、豫南二联,10)HBr被O2氧化依次由如下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成,1 mol HBr被氧化为Br2放出12.67 kJ热量,其能量与反应过程曲线如图所示。‎ ‎(Ⅰ)HBr(g)+O2(g) HOOBr(g)‎ ‎(Ⅱ)HOOBr(g)+HBr(g) 2HOBr(g)‎ ‎(Ⅲ)HOBr(g)+HBr(g) H2O(g)+Br2(g)‎ 下列说法中正确的是(　　)‎ 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)　ΔH=-12.67 kJ·mol-1‎ 答案　B　‎ 二、非选择题 ‎(共35分)‎ - 16 -‎ ‎6.(2020届湖南师大附中摸底,18)(12分,每空3分)研究处理NO、SO2对环境保护有着重要的意义。请回答下列问题:‎ ‎(1)SO2的排放主要来自煤的燃烧,工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2。已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下所示:‎ ‎①SO2(g)+NH3·H2O(aq) NH4HSO3(aq)‎ ΔH1=a kJ·mol-1‎ ‎②NH3·H2O(aq)+NH4HSO3(aq) (NH4)2SO3(aq)+H2O(l)　ΔH2=b kJ·mol-1‎ ‎③2(NH4)2SO3(aq)+O2(g) 2(NH4)2SO4(aq)‎ ΔH=c kJ·mol-1‎ 则反应2SO2(g)+4NH3·H2O(aq)+O2(g) 2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)的ΔH=　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)NOx的排放主要来自汽车尾气,有人利用反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)　ΔH=-34.0 kJ·mol-1,用活性炭对NO进行吸附。在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体,测得单位时间内NO的转化率α(NO)随温度的变化如图所示:‎ ‎①由图可知,1 050 K前,反应中单位时间内NO的转化率随温度升高而增大,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; ‎ 在1 100 K时,CO2的体积分数为　　　　　　。 ‎ ‎②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1 050 K、1.1×106 Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=　　　　(已知气体分压=气体总压×体积分数)。 ‎ 答案　(1)(2a+2b+c) kJ·mol-1‎ ‎(2)①1 050 K前,单位时间内反应未达到平衡状态,温度升高,反应速率加快,NO的转化率增大(或1 050 K及以后的更高温度,单位时间内反应已经达到平衡,随温度升高,平衡向逆反应方向移动,NO的转化率减小)　20%　②4‎ ‎7.(2020届湖南师大附中摸底,15节选)(3分)H2S在金属离子的鉴定分析、煤化工等领域都有重要应用。请回答下列问题:‎ Ⅲ.H2S是煤化工原料气脱硫过程的重要中间体。反应原理为 ⅰ.COS(g)+H2(g) H2S(g)+CO(g)　ΔH=+7 kJ·mol-1;‎ ⅱ.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH=-42 kJ·mol-1。‎ ‎(4)已知:断裂1 mol分子中的化学键所需吸收的能量如下表所示。‎ 分子 COS(g)‎ H2(g)‎ CO(g)‎ H2S(g)‎ H2O(g)‎ CO2(g)‎ 能量/(kJ·‎ mol-1)‎ ‎1 319‎ ‎442‎ x ‎678‎ ‎930‎ ‎1 606‎ 表中x=　　　　。 ‎ 答案　(4)1 076‎ ‎8. (2020届湖南师大附中月考二,19)(14分)研究反应过程的热量变化对于生产生活有重要意义。‎ - 16 -‎ Ⅰ.甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在一定条件下合成甲醇。请按要求回答下列问题:‎ ‎(1)反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)在使用和未使用催化剂时,反应过程和能量的对应关系如图所示。下列说法正确的是　　　　(填字母代号)。 ‎ A.该可逆反应的正反应为吸热反应 B.断裂反应物中的化学键所吸收的总能量小于形成生成物中的化学键所释放的总能量 C.曲线b是使用了催化剂对应的曲线,且加入催化剂后,反应热变小 ‎(2)CO、CO2和H2在合成过程中发生的主要反应如下:‎ ‎①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH1=-99 kJ·mol-1‎ ‎②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)‎ ΔH2=-58 kJ·mol-1‎ ‎③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH3‎ 则ΔH3=　　　　　　　。 ‎ ‎(3)直接甲醇燃料电池(简称DMFC)由于其结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC的工作原理如图所示:‎ 则通入a气体的电极是电池的　　　　(填“正”或“负”)极,其电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ Ⅱ.已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在,而在蒸气状态下,有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体,其中S4、S6和S8具有相似的结构特点,其结构如图所示:‎ ‎(1)在一定温度下,测得硫蒸气的平均摩尔质量为80 g·mol-1,则该蒸气中S2的体积分数不小于　　　　。 ‎ ‎(2)若已知硫氧键的键能为d kJ·mol-1,氧氧键的键能为e kJ·mol-1。S(s)+O2(g) SO2(g)　ΔH=-a kJ·mol-1,则S8中硫硫键的键能为　　　　　　　。 ‎ 答案　(每空2分)Ⅰ.(1)B　(2)+41 kJ·mol-1　(3)负　CH3OH-6e-+H2O CO2↑+6H+‎ Ⅱ.(1)75%(3分)　(2)(2d-a-e) kJ·mol-1(3分)‎ ‎9.(2020届湖南雅礼中学月考一,18节选)(6分)碳热还原法广泛用于合金及多种金属材料的制备。请回答下列问题:‎ ‎(1)真空碳热冶铝法包含很多反应,其中的三个反应如下:‎ Al2O3(s)+3C(s) Al2OC(s)+2CO(g)　ΔH1‎ ‎2Al2OC(s)+3C(s) Al4C3(s)+2CO(g)　ΔH2‎ ‎2Al2O3(s)+9C(s) Al4C3(s)+6CO(g)　ΔH3‎ ‎①ΔH3=　　　　　　　　　(用ΔH1、ΔH2表示)。 ‎ ‎②Al4C3可与足量盐酸反应制备一种烃,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)①2ΔH1+ΔH2　②Al4C3+12HCl 4AlCl3+3CH4↑‎ - 16 -‎ - 16 -‎