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1、（北京專用）2022年高考化學一輪復習 第17講 化學能與熱能作業(yè)
1.(2017北京朝陽期中,8)聯(lián)氨(N2H4)是一種應用廣泛的化工原料,可用作火箭燃料。已知:
①N2H4(l)+1/2N2O4(l) 3/2N2(g)+2H2O(l)
ΔH=-546.45 kJ/mol
②H2O(g) H2O(l) ΔH=-44.0 kJ/mol
則2N2H4(l)+N2O4(l) 3N2(g)+4H2O(g)的ΔH是( )
A.-916.9 kJ/mol B.-458.45 kJ/mol
C.+916.9 kJ/mol D.+458.45 kJ/mol
2.(2017北京西城期末,6)
2、2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=a kJ·mol-1,反應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Ⅱ可能使用了催化劑
C.使用催化劑可以提高SO2的平衡轉化率
D.反應物斷鍵吸收能量之和小于生成物成鍵釋放能量之和
3.(2018北京西城期末)下列屬于吸熱反應的是( )
A.氧化鈣與水反應
B.鐵絲在氧氣中燃燒
C.NaOH溶液與鹽酸反應
D.Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體反應
4.(2017北京海淀期中,8)已知:2H2O2(l) 2H2O(l)+O2(g) ΔH=-98 kJ·mol-1。在含少
3、量I-的溶液中,H2O2的分解過程為:
ⅰ.H2O2(l)+I-(aq) H2O(l)+IO-(aq) ΔH1
ⅱ.H2O2(l)+IO-(aq) H2O(l)+O2(g)+I-(aq) ΔH2
下列說法不正確的是( )
A.ΔH1+ΔH2=ΔH
B.I-是H2O2分解反應的催化劑
C.欲分解2 mol H2O2(l),至少需要提供98 kJ的熱量
D.若生成1 mol O2,則反應ⅱ轉移電子的物質的量為2 mol
5.(2017北京房山一模,9)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化為CO2和S。
已知:①2CO(g)+O2(g) 2CO2
4、(g) ΔH=-566.0 kJ/mol
②S(s)+O2(g) SO2(g) ΔH=-296.0 kJ/mol
下列說法中正確的是( )
A.轉化①有利于碳參與自然界的元素循環(huán)
B.轉化②中S和O2屬于不同的核素
C.可用澄清的石灰水鑒別CO2與SO2
D.轉化的熱化學方程式是:2CO(g)+SO2(g) S(s)+2CO2(g) ΔH=+270 kJ/mol
6.(2017北京豐臺期末,8)工業(yè)上可以利用水煤氣(H2、CO)合成二甲醚(CH3OCH3),同時生成CO2。
2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) ΔH=-91.8 kJ/mol
2CH3OH(g) CH
5、3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-23.5 kJ/mol
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.3 kJ/mol
下列說法不正確的是( )
A.二甲醚與乙醇互為同分異構體
B.CH3OCH3中只含有極性共價鍵
C.CH3OH和乙醇均可發(fā)生消去反應
D.水煤氣合成二甲醚的熱化學方程式為3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3 (g)+CO2(g) ΔH=-248.4 kJ/mol
7.(2017北京朝陽二模,11)NH3催化還原NO是重要的煙氣脫硝技術,其反應過程與能量關系如左下圖;研究發(fā)現(xiàn)在以Fe2O3為主的催化劑上可能發(fā)生的反應過程如右下圖
6、。
下列說法正確的是( )
A.NH3催化還原NO為吸熱反應
B.過程Ⅰ中NH3斷裂非極性鍵
C.過程Ⅱ中NO為氧化劑,Fe2+為還原劑
D.脫硝的總反應為:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g)
8.(2018北京海淀期末)已知:H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)反應的能量變化示意圖如下:
下列說法正確的是( )
A.點燃條件和光照條件下,反應的ΔH不同
B.反應的ΔH約為[2c-(a+b)] kJ/mol
C.“假想的中間物質”的總能量低于起始態(tài)H2和Cl2的總能量
D.反應涉及的物質中,既有含極性鍵的物質,也有含非極性
7、鍵的物質
B組 提升題組
9.(2015北京理綜,9)最新報道:科學家首次用X射線激光技術觀察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程。反應過程的示意圖如下:
下列說法正確的是( )
A.CO和O生成CO2是吸熱反應
B.在該過程中,CO斷鍵形成C和O
C.CO和O生成了具有極性共價鍵的CO2
D.狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應的過程
10.(2017北京東城一模,26)半水煤氣是工業(yè)合成氨的原料氣,其主要成分為H2、CO、CO2、N2和H2O(g)。半水煤氣經(jīng)過下列步驟轉化為合成氨的原料。
H2、CO、CO2、N2、H2O(g)H2、N2、CO2H2、N2
(1)步
8、驟Ⅰ,CO變換反應的能量變化如下圖所示:
①CO變換反應的熱化學方程式是 。?
②一定條件下,向體積固定的密閉容器中充入a L半水煤氣,發(fā)生CO變換反應。測得不同溫度(T1、T2)下氫氣的體積分數(shù)φ(H2)與時間的關系如下圖所示。
ⅰ.T1、T2的大小關系及判斷理由是? 。?
ⅱ.請在上圖中畫出其他條件相同時,起始充入0.5a L半水煤氣,T2溫度下氫氣的體積分數(shù)φ(H2)隨時間的變化曲線。
(2)步驟Ⅱ,用飽和Na2CO3溶液作吸收劑脫除CO2時,初期無明顯現(xiàn)象,后期有固體析出。
①溶液中離子濃度關系正確
9、的是 (選填字母)。?
a.吸收前:c(Na+)>c(C)>c(OH-)>c(HC)
b.吸收初期:2c(C)+2c(HC)+2c(H2CO3)=c(Na+)
c.吸收全進程:c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(HC)+c(OH-)
②后期析出固體的成分及析出固體的原因是? 。?
③當吸收劑失效時,請寫出一種可使其再生的方法(用化學方程式表示): 。?
11.從古至今,鐵及其化合物在人類生產(chǎn)、生活中的作用發(fā)生了巨大變化。
(1)古代中國四大發(fā)明之一的司南是由天然磁石制成的,其主要成分是 (填字母序號)。?
a.Fe b.FeO
10、 c.Fe3O4 d.Fe2O3
(2)現(xiàn)代利用鐵的氧化物循環(huán)裂解水制氫氣的過程如下圖所示。整個過程與溫度密切相關,當溫度低于570 ℃時,Fe3O4(s)和CO(g)反應得到的產(chǎn)物是Fe(s)和CO2(g),阻礙循環(huán)反應的進行。
①已知:Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g)
ΔH1=+19.3 kJ·mol-1
3FeO(s)+H2O(g) Fe3O4(s)+H2(g)
ΔH2=-57.2 kJ·mol-1
C(s)+CO2(g) 2CO(g) ΔH3=+172.4 kJ·mol-1
鐵的氧化物循環(huán)裂解水制氫氣的總反應的熱化學方程式是
11、 。?
②下圖表示其他條件一定時,Fe3O4(s)和CO(g)反應達平衡時CO(g)的體積百分含量隨溫度的變化關系。
ⅰ.反應Fe3O4(s)+4CO(g) 3Fe(s)+4CO2(g)的ΔH 0(填“>”“<”或“=”),理由是 。?
ⅱ.隨溫度升高,反應Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g)的平衡常數(shù)的變化趨勢是 ;1 040 ℃時,該反應的化學平衡常數(shù)的數(shù)值是 。?
(3)①古老而神奇的藍色染料普魯士藍的合
12、成方法如下:
復分解反應ⅱ的離子方程式是 。?
② 如今基于普魯士藍合成原理可檢測食品中的CN-,方案如下:
若試紙變藍,則證明食品中含有CN-,請解釋檢測時試紙中FeSO4的作用:? 。?
答案精解精析
A組 基礎題組
1.A 根據(jù)蓋斯定律,由2×①-4×②可得目標方程式,則ΔH=(-546.45 kJ/mol)×2+44.0 kJ/mol×4=-916.9 kJ/mol。
2.C A項,根據(jù)圖像知,該反應中反應物的總能量高
13、于生成物的總能量,屬于放熱反應,則a<0;B項,加入催化劑,能夠降低反應的活化能,因此過程Ⅱ可能使用了催化劑;C項,使用催化劑,平衡不移動,不能提高SO2的平衡轉化率;D項,該反應為放熱反應,則反應物斷鍵吸收能量之和小于生成物成鍵釋放能量之和。
3.D A項,氧化鈣與水反應是放熱反應;B項,鐵絲在氧氣中燃燒是放熱反應;C項,氫氧化鈉與鹽酸發(fā)生中和反應,屬于放熱反應;D項,Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體反應是吸熱反應。
4.C A項,由蓋斯定律知,ΔH1+ΔH2=ΔH;B項,I-是H2O2分解反應的催化劑;C項,分解2 mol H2O2(l)放出98 kJ熱量;D項,生成1 m
14、ol O2,反應ⅱ轉移電子的物質的量為2 mol。
5.A B項,核素是指具有一定數(shù)目質子和一定數(shù)目中子的一種原子,轉化②中S和O2屬于單質,不是核素;C項,CO2與SO2都能使澄清石灰水變渾濁,不能用澄清石灰水鑒別;D項,利用蓋斯定律,由反應①-反應②可得,2CO(g)+SO2(g) S(s)+2CO2 (g) ΔH=-270 kJ/mol。
6.C A項,二甲醚與乙醇的分子式相同,但結構不相同,互為同分異構體;B項,CH3OCH3中只含有C—H、C—O極性共價鍵;C項,CH3OH不能發(fā)生消去反應;D項,將已知熱化學方程式依次編號為①、②、③,根據(jù)蓋斯定律,由①×2+②+③得:3H2(g
15、)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH=-248.4 kJ/mol。
7.D A項,由左圖可知,反應物總能量高于生成物總能量,故NH3催化還原NO的反應為放熱反應;B項,過程Ⅰ中NH3斷裂的是N—H極性鍵;C項,過程Ⅱ中鐵元素的化合價沒有變,Fe2+不是還原劑;D項,分析反應的過程,可以得出總反應為:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g)。
8.D A項,ΔH與反應條件無關,故點燃條件和光照條件下,反應的ΔH相同;B項,依據(jù)反應熱的計算方法知,該反應的ΔH約為(a+b-2c) kJ/mol;C項,由于舊鍵斷裂吸熱,新鍵形成放熱,所以“假想
16、的中間物質”的總能量高于起始狀態(tài)H2和Cl2的總能量;D項,反應涉及的物質中,H2和Cl2都含有非極性共價鍵,HCl含有極性共價鍵。
B組 提升題組
9.C A項,CO和O生成CO2是放熱反應;B項,觀察反應過程的示意圖知,該過程中,CO中的化學鍵沒有斷裂形成C和O;C項,CO和O生成的CO2分子中含有極性共價鍵;D項,狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O反應的過程。
10.答案 (1)①CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-36 kJ·mol-1
②ⅰ.T2>T1;相同條件下,溫度越高反應速率越快,達到化學平衡狀態(tài)的時間越短
ⅱ.如圖中虛線:
(2)①ac
②碳酸氫
17、鈉;碳酸氫鈉的溶解度比碳酸鈉的小,依據(jù)反應Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3可知,水的質量減小,溶質質量增大
③2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
解析 (1)①根據(jù)能量變化示意圖可知,熱化學方程式為CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-36 kJ·mol-1;
②ⅰ.相同條件下,溫度越高,反應速率越快,達到化學平衡狀態(tài)的時間越短,故溫度:T2>T1;
ⅱ.其他條件相同,T2溫度下起始充入0.5a L半水煤氣,最終平衡與起始充入a L半水煤氣時等效,平衡時φ(H2)不變,但因濃度降低,所以反應速率下降,達到平衡的時間延長;
(2)①a項,吸
18、收前,溶質為Na2CO3,c(Na+)最大,其次為c(C),由H2O H++OH-和C+H2O HC+OH-可知,c(OH-)比c(HC)略大,故c(Na+)>c(C)>c(OH-)>c(HC);b項,CO2被吸收后,溶液中鈉元素和碳元素的物質的量之比不再為2∶1;c項,吸收全進程中,溶液中均存在電荷守恒,即c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(HC)+c(OH-);
②相同溫度下,NaHCO3溶解度小于Na2CO3,飽和Na2CO3溶液吸收CO2后,水的質量減小,溶質質量增大,故會有NaHCO3固體析出;
③吸收劑失效后轉化為NaHCO3,NaHCO3受熱易分解,故通過加熱可實現(xiàn)吸收
19、劑再生,即2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O。
11.答案 (1)c
(2)①C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g)
ΔH=+134.5 kJ·mol-1
②ⅰ.< 當其他條件一定時,溫度升高,CO的體積百分含量增大,即平衡Fe3O4(s)+4CO(g) 3Fe(s)+4CO2(g)逆向移動,故ΔH<0
ⅱ.增大 4
(3)①3[Fe(CN)6]4-+4Fe3+ Fe4[Fe(CN)6]3↓
②堿性條件下,Fe2+與CN-結合生成[Fe(CN)6]4-;Fe2+被空氣中的O2氧化生成Fe3+;[Fe(CN)6]4- 與Fe3+反應生成普魯士藍使試紙顯藍色
解析 (1)具有磁性的物質為四氧化三鐵(Fe3O4)。
(2)①根據(jù)循環(huán)反應轉化圖可知,總反應為C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g),其焓變ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=+134.5 kJ·mol-1;
②ⅰ.溫度低于570 ℃時,發(fā)生反應Fe3O4(s)+4CO(g) 3Fe(s)+4CO2(g),當其他條件一定時,溫度升高,CO的體積百分含量增大,說明平衡逆向移動,故ΔH<0;
ⅱ.該反應為吸熱反應,故隨著溫度的升高平衡常數(shù)增大;反應后CO的體積百分含量為20%,則CO2的體積百分含量為80%,故該反應的平衡常數(shù)K=c(CO2)/c(CO)=4。
（北京專用）2022年高考化學一輪復習 第17講 化學能與熱能作業(yè)
