2013高考化學 必考題型早知道 專題五 化學能與熱能 新人教版

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1、專題五化學能與熱能 12012江蘇化學，4某反應的反應過程中能量變化如圖所示(圖中E1表示正反應的活化能，E2表示逆反應的活化能)。下列有關敘述正確的是()A該反應為放熱反應B催化劑能改變該反應的焓變C催化劑能降低該反應的活化能D逆反應的活化能大于正反應的活化能2. 2012大綱全國理綜，9反應ABC(H0)，XC(H0)。下列示意圖中，能正確表示總反應過程中能量變化的是()3. 2012重慶理綜，12肼(H2NNH2)是一種高能燃料，有關化學反應的能量變化如圖所示。已知斷裂1 mol化學鍵所需的能量(kJ)：NN為942、OO為500、NN為154，則斷裂1 mol NH鍵所需的能量(kJ)

2、是()A194 B. 391 C. 516 D. 6584. 2012北京理綜，26用Cl2生產某些含氯有機物時會產生副產物HCl。利用反應A，可實現氯的循環(huán)利用。反應A：4HClO22Cl22H2O(1)已知：.反應A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的熱量。.H2O的電子式是_。反應A的熱化學方程式是_。斷開1 mol HO鍵與斷開1 mol HCl鍵所需能量相差約為_kJ，H2O中HO鍵比HCl中HCl鍵(填“強”或“弱”) _。(2)對于反應A，下圖是在4種投料比n(HCl)n(O2)，分別為11、21、41、61下，反應溫度對HCl平衡轉化率影響的曲線。曲線b對應的投

3、料比是_。當曲線b、c、d對應的投料比達到相同的HCl平衡轉化率時，對應的反應溫度與投料比的關系是_。投料比為21、溫度為400 時，平衡混合氣中Cl2的物質的量分數是_。52012課標全國理綜，27光氣(COCl2)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途，工業(yè)上采用高溫下CO與Cl2在活性炭催化下合成。(1)實驗室中常用來制備氯氣的化學方程式為_ _。(2)工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進行高溫重整制備CO，已知CH4、H2和CO的燃燒熱(H)分別為890.3 kJmol1、285.8 kJmol1和283.0 kJmol1，則生成1 m3(標準狀況)CO所需熱量為_；(3)實驗

4、室中可用氯仿(CHCl3)與雙氧水直接反應制備光氣，其反應的化學方程式為_；(4)COCl2的分解反應為COCl2(g)=Cl2(g)CO(g)H108 kJmol1。反應體系達到平衡后，各物質的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示(第10 min到14 min的COCl2濃度變化曲線未示出)：計算反應在第8 min時的平衡常數K_；比較第2 min反應溫度T(2)與第8 min反應溫度T(8)的高低：T(2)_T(8)(填“”或“”)；若12 min時反應于溫度T(8)下重新達到平衡，則此時c(COCl2)_molL1；比較產物CO在23 min、56 min和1213 min時平均反應速率

5、平均反應速率分別以v(23)、v(56)、v(1213)表示的大小_；比較反應物COCl2在56 min和1516 min時平均反應速率的大?。簐(56)_v(1516)(填“”或“”)，原因是_ _。62012江蘇化學，20鋁是地殼中含量最高的金屬元素，其單質及合金在生產生活中的應用日趨廣泛。(1)真空碳熱還原氯化法可實現由鋁土礦制備金屬鋁，其相關反應的熱化學方程式如下：Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)=3AlCl(g)3CO(g)Ha kJmol13AlCl(g)=2Al(l)AlCl3(g) Hb kJmol1 反應Al2O3(s)3C(s)=2Al(l)3CO(g)的H_kJ

6、mol1(用含a、b的代數式表示)。Al4C3是反應過程中的中間產物。Al4C3與鹽酸反應(產物之一是含氫量最高的烴)的化學方程式為_。(2)鎂鋁合金(Mg17Al12)是一種潛在的貯氫材料，可在氬氣保護下，將一定化學計量比的Mg、Al單質在一定溫度下熔煉獲得。該合金在一定條件下完全吸氫的反應方程式為Mg17Al1217H2=17MgH212Al。得到的混合物Y(17MgH212Al)在一定條件下可釋放出氫氣。熔煉制備鎂鋁合金(Mg17Al12)時通入氬氣的目的是_ _。在6.0 molL1 HCl溶液中，混合物Y能完全釋放出H2。1 mol Mg17Al12完全吸氫后得到的混合物Y與上述鹽酸

7、完全反應，釋放出H2的物質的量為_。在0.5 molL1 NaOH和1.0 molL1 MgCl2溶液中，混合物Y均只能部分放出氫氣，反應后殘留固體物質的X射線衍射譜圖如圖所示(X射線衍射可用于判斷某晶態(tài)物質是否存在，不同晶態(tài)物質出現衍射峰的衍射角不同)。在上述NaOH溶液中，混合物Y中產生氫氣的主要物質是_(填化學式)。(3)鋁電池性能優(yōu)越，AlAg2O電池可用作水下動力電源，其原理如圖所示。該電池反應的化學方程式為_。7. 2012浙江理綜，27甲烷自熱重整是先進的制氫方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反應系統(tǒng)同時通入甲烷、氧氣和水蒸氣，發(fā)生的主要化學反應有：化學方程式焓變H/kJmol1活

8、化能Ea/kJmol1甲烷氧化CH4(g)2O2(g)= CO2(g)2H2O(g)802.6125.6CH4(g)O2(g)= CO2(g)2H2(g)322.0172.5蒸汽重整CH4(g)H2O(g) =CO(g)3H2(g)206.2240.1CH4(g)2H2O(g) =CO2(g)4H2(g)165.0243.9回答下列問題：(1)反應CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)的H_ kJmol1。(2)在初始階段，甲烷蒸汽重整的反應速率_甲烷氧化的反應速率(填“大于”“小于”或“等于”)。(3)對于氣相反應，用某組分(B)的平衡壓強(pB)代替物質的量濃度(cB)也可表示平衡

9、常數(記作Kp)，則反應CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)的Kp_；隨著溫度的升高，該平衡常數_(填“增大”“減小”或“不變”)。(4)從能量角度分析，甲烷自熱重整方法的先進之處在于_。(5)在某一給定進料比的情況下，溫度、壓強對H2和CO物質的量分數的影響如下圖：若要達到H2物質的量分數65%、CO物質的量分數E2，D錯誤。2. D ABX H0，X具有的能量大于A、B能量總和，A、C錯誤，XC H0，ABC H0，C具有的能量小于X具有的能量，也小于A、B能量總和，D正確，B錯誤。3. B 由題中的圖像可以看出斷裂1 mol N2H4(g)和1 mol O2(g)中的化學鍵所要

10、吸收的能量為：2752 kJ534 kJ2218 kJ設斷裂1 mol NH鍵所需要的能量為x則：154 kJ4x500 kJ(2752534) kJ解得x391 kJ。4答案：(1)HH4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)H115.6 kJ/mol32 強(2)41投料比越高，對應的反應溫度越低30.8%解析：(1)由題給條件可知，4 mol HCl被氧化，放出熱量為115.6 kJ，可知H115.6 kJ/mol；由H(生成物鍵能之和反應物鍵能之和)可得，E(HO)E(HCl)115.6(4982243)/4 kJ/mol31.9 kJ/mol，鍵能越大，化學鍵越穩(wěn)定、越強

11、，所以水中的HO鍵比氯化氫中HCl鍵強。(2)在其他條件不變時，O2的量越大，HCl的轉化率越大，由此可確定a為61，b為41，c為21，d為11；由圖可知，當HCl的轉化率相同時，溫度由低到高對應的投料比為41、21、11，由此可確定溫度與投料比的關系是：投料比越高達到相同轉化率所需的溫度越低；由圖可讀出投料比為21、溫度為400時，HCl的轉化率為80%，設投入的HCl為2 mol，O2為1 mol，由此可建立三段式：4HClO22Cl22H2On(起)/mol 2 1 0 0n/mol 1.6 0.4 0.8 0.8n(平)/mol 0.4 0.6 0.8 0.8所以平衡混合氣中Cl2的

12、物質的量分數100%30.8%。5答案：(1)MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O(2)5.52103 kJ(3)CHCl3H2O2=HClH2OCOCl2(4)0.234 molL1 v(23)v(1213) 在相同溫度時，該反應的反應物濃度越高，反應速率越大解析：(1)實驗室用濃鹽酸與MnO2混合加熱制Cl2。(2)首先依據燃燒熱概念寫出：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1890.3 kJmol1，H2(g)O2(g)=H2O(l)H2285.8 kJmol1，CO(g)O2(g)=CO2(g)H3283.0 kJmol1；再寫出CH4(g)CO2(g)=2

13、CO(g)2H2(g)，式式2式2即得CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)，所以HH12H22H3(890.3285.82283.02) kJmol1247.3 kJmol1，生成1 m3 CO所需熱量為247.3 kJmol15520 kJ。(3)由CHCl3生成COCl2，碳的化合價由2升高到4，升高2價，由H2O2生成H2O化合價降低2，所以上述物質的計量數均為1，即CHCl3H2O2COCl2H2O，依據Cl守恒還應有HCl生成。(4)c(Cl2)0.11 molL1、c(CO)0.085 molL1、c(COCl2)0.04 molL1，代入K0.234 molL1；第

14、4 min時，Cl2與CO的濃度均逐漸增大；再結合此反應正向為吸熱反應，所以第4 min時改變的條件一定是升高溫度，故T(2)v(1516)；應從影響化學反應速率的因素入手分析，由圖像可知418分鐘溫度相同，只能從濃度角度分析。6. 答案：(1)ab Al4C312HCl=4AlCl33CH4(2)防止Mg、Al被空氣氧化 52 mol Al(3)2Al3Ag2O2NaOH=2NaAlO26AgH2O解析：(1)上述兩式相加即得Al2O3(s)3C(s)=2Al(l)3CO(g)，所以H(ab) kJmol1；反應物為Al4C3和HCl，生成物為AlCl3CH4，配平即可。 (2)Mg、Al化

15、學性質比較活潑，均能與O2反應；充入Ar，防止Mg、Al被氧化。 1 mol Mg17Al12完全吸氫后生成MgH2和Al，其中n(MgH2)17 mol，n(Al)12 mol，故有：MgH22HCl=2H2MgCl21 217 mol 34 mol2Al6HCl=3H22AlCl32 312 mol 18 mol共生成n(H2)(3418) mol52 mol在NaOH溶液中的衍射譜圖是圖中位于上方的曲線，由(a)NaOH曲線可知殘留固體中有MgH2、Al(OH)3，無Al、Mg(OH)2、Mg2(OH)3Cl4H2O，所以Al參加反應，MgH2不參加反應。(3)負極電極反應式為2Al6e

16、8OH=2AlO4H2O正極電極反應式為3Ag2O6e3H2O=6Ag6OH兩式相加即得電池反應：2Al3Ag2O2OH=2AlO6AgH2O，改寫為化學方程式2Al3Ag2O2NaOH=2NaAlO26AgH2O；此題也可直接分析參加反應的物質為Al、Ag2O、NaOH，生成物為NaAlO2、Ag、H2O配平即可。7. 答案：(1)41.2 (2)小于(3) 增大 (4)系統(tǒng)內強放熱的甲烷氧化反應為強吸熱的蒸汽重整反應提供了所需的能量(其他合理答案均可) (5)B (6)甲烷氧化程度過高，氫氣和氧氣反應(其他合理答案均可) 解析：(1)根據蓋斯定律：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2

17、(g) H206.2 kJmol1CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g) H165.0 kJmol1，得：CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H165.0 kJmol1206.2 kJmol141.2 kJmol1(2)初始階段由于甲烷蒸汽重整的活化能大于甲烷氧化的活化能，故其反應速率小于甲烷氧化的反應速率。(3)由平衡常數的表達式遷移類推可以得出Ksp由于CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)是吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，平衡常數增大。(4)系統(tǒng)內放熱的甲烷氧化反應為吸熱的蒸汽重整反應提供了所需的能量。(5)本題結合兩個圖像和題目要求，采用排除法即可得出

18、正確答案為B。解決本題要明確起點、終點和變化趨勢，開始時，H2的物質的量為0，然后隨著時間的推移，H2的物質的量分數逐漸增大，查閱溫度壓強圖像可知H2的最終物質的量分數為70%。氧氣量過大，H2會與O2發(fā)生反應。8答案：(1)K(2)60% 吸熱(3)2WO3H2W2O5H2OW2O5、WO2 114(4)203.9 kJmol1(5)ab解析：(1)根據可逆反應方程式可知該反應平衡常數表達式K。(2)當H2與H2O(g)體積比為23時，由元素守恒可計算H2的轉化率為100%60%，隨溫度升高，V(H2)V(H2O)變小，即H2減少，H2O增多，平衡右移，該反應為吸熱反應。(3)第一階段反應方程式為2WO3H2W2O5H2O；580時，屬于第二階段反應，處于W2O5向WO2轉化階段，W2O5H22WO2H2O，固體為W2O5和WO2；第三階段發(fā)生反應WO22H2W2H2O，對比三階段反應可知，若WO3完全轉化為W，三個階段消耗H2之比為114。(4)應用蓋斯定律，兩式相減可得WO2(s)WO2(g) H203.9 kJmol1。(5)隨溫度變化燈管內碘可在單質與化合物間轉換，可循環(huán)使用。因為燈絲溫度高于燈管壁溫度，所以在燈絲上WI4 (g)分解生成的W可附著在燈絲上，而在燈管壁上發(fā)生W(s)2I2(g)=WI4(g)反應。