高考化學一輪復習 專題九 化學反應中的能量變化精練（含解析）-北京版高三化學試題

專題九化學反應中的能量變化【考情探究】考點內(nèi)容解讀5年考情預測熱度考題示例難度關聯(lián)考點化學反應中能量變化的有關概念及計算1.通過化學鍵的斷裂和形成,能說明化學反應中能量變化的原因。2.通過化學能與熱能的相互轉化,認識常見的能量轉化形式及其重要應用。2019北京理綜,27(1)2017北京理綜,26(1)2015北京理綜,9中化學平衡★★★熱化學方程式的書寫及正誤判斷能正確書寫熱化學方程式并根據(jù)蓋斯定律進行有關計算。2018北京理綜,27(1)2017北京理綜,26(1)中化學平衡★★★分析解讀高考對本部分知識的考查主要集中在以下幾個方面:一是能量的轉化及其應用,主要涉及能量變化的本質(zhì),物質(zhì)能量高低與穩(wěn)定性的關系,以圖像的形式表示能量變化過程的分析;二是熱化學方程式的書寫,主要根據(jù)題給信息正確書寫有限制條件的熱化學方程式,通過化學鍵與能量的關系計算反應熱等;三是蓋斯定律的應用,主要是利用蓋斯定律計算反應熱的數(shù)值。本專題在高考題中的出現(xiàn)頻率極高,難度多集中在蓋斯定律的應用?？疾榭忌兓^念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認知、科學態(tài)度與社會責任的學科核心素養(yǎng)。【真題探秘】破考點練考向【考點集訓】考點一化學反應中能量變化的有關概念及計算1.(2019北京海淀期中,6)過氧化氫分解反應過程中,能量變化如圖所示:下列說法正確的是()A.催化劑可以改變過氧化氫分解反應的焓變B.MnO2或FeCl3可以催化H2O2分解C.催化劑不能改變反應路徑D.H2O2分解是吸熱反應答案B2.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圖1;研究發(fā)現(xiàn)在以Fe2O3為主的催化劑上可能發(fā)生的反應過程如圖2。圖1圖2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)答案D3.兩種由正丁烷(C4H10)催化脫氫制1-丁烯(C4H8)的熱化學方程式如下:①C4H10(g)C4H8(g)+H2(g)ΔH1=+123kJ·mol-1②C4H10(g)+1/2O2(g)C4H8(g)+H2O(g)ΔH2=-119kJ·mol-1下列說法中不正確的是()A.①中有極性鍵斷裂,同時有非極性鍵形成B.①中使用不同的催化劑,ΔH1不變C.②中反應物總能量低于生成物總能量D.1molC4H10(g)完全燃燒釋放的能量大于119kJ答案C考點二熱化學方程式的書寫及正誤判斷4.下列依據(jù)熱化學方程式得出的結論正確的是()A.已知2C(s)+2O2(g)2CO2(g)ΔH=a,2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH=b,則a>bB.已知NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,則含40.0gNaOH的稀溶液與稀醋酸完全中和,放出的熱量小于57.3kJC.已知2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1,則氫氣的燃燒熱為241.8kJ·mol-1D.已知CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.1kJ·mol-1,反應過程中使用催化劑,ΔH減小答案B5.(2019北京石景山期末,11)已知:2H2O(l)2H2(g)+O2(g)ΔH=+571.0kJ/mol。以太陽能為熱源分解Fe3O4,經(jīng)熱化學鐵氧化合物循環(huán)分解水制H2的過程如下:過程Ⅰ:2Fe3O4(s)6FeO(s)+O2(g)ΔH=+313.2kJ/mol過程Ⅱ:……下列說法不正確的是()A.過程Ⅰ中每消耗232gFe3O4轉移2mol電子B.過程Ⅱ熱化學方程式:3FeO(s)+H2O(l)H2(g)+Fe3O4(s)ΔH=+128.9kJ/molC.過程Ⅰ、Ⅱ中能量轉化的形式依次是:太陽能→化學能→熱能D.鐵氧化合物循環(huán)分解水制H2具有成本低、產(chǎn)物易分離等優(yōu)點答案C6.(2019北京昌平期末,16)天然氣是一種清潔能源,用途廣泛。(1)工業(yè)上可用焦爐煤氣(主要成分為CO、CO2和H2)制備天然氣。已知:CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)ΔH1=-206kJ/mol,CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)ΔH2=-41kJ/mol。①CO2轉化為CH4的熱化學方程式是___________________________________。②有利于提高混合氣中CH4含量的措施是______________。a.使用催化劑b.升高溫度c.及時導出水蒸氣(2)甲烷可制成燃料電池,其裝置如下圖所示:①電極b是______極(填“正”或“負”)。②電極a的電極反應式是______________________。答案(1)①CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-165kJ/mol②c(2)①正②CH4-8e-+2H2OCO2+8H+煉技法提能力【方法集訓】方法反應熱大小的比較及計算1.氫氣與氧氣生成水的反應是氫能源應用的重要途徑。下列有關說法正確的是()A.一定溫度下,反應2H2(g)+O2(g)2H2O(g)能自發(fā)進行,該反應的ΔH<0B.氫氧燃料電池的負極反應為O2+2H2O+4e-4OH-C.常溫常壓下,氫氧燃料電池放電過程中消耗11.2LH2,轉移電子的數(shù)目為6.02×1023D.反應2H2(g)+O2(g)2H2O(g)的ΔH可通過下式估算:ΔH=反應中形成新共價鍵的鍵能之和-反應中斷裂舊共價鍵的鍵能之和答案A2.①2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH=-221kJ·mol-1;②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1。下列結論正確的是()A.碳的燃燒熱為ΔH=-110.5kJ·mol-1B.反應①的ΔH<0,ΔS>0,則ΔG<0,在任意溫度下反應均可自發(fā)進行C.反應①中反應物的總鍵能大于生成物的總鍵能D.稀醋酸與稀NaOH溶液反應生成1mol水,放出的熱量大于57.3kJ答案B3.下列說法正確的是()A.乙醇的燃燒熱ΔH=-akJ·mol-1,則乙醇燃燒的熱化學方程式可表示為C2H5OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)ΔH=-akJ·mol-1B.稀硫酸與稀NaOH溶液反應的中和熱為-57.3kJ·mol-1C.S(g)+O2(g)SO2(g)ΔH=-akJ·mol-1,S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH=-bkJ·mol-1,則a>bD.500℃、30MPa下,將0.5molN2和1.5molH2置于密閉的容器中充分反應生成NH3(g),放熱19.3kJ,其熱化學方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-38.6kJ·mol-1答案C【五年高考】考點一化學反應中能量變化的有關概念及計算A組自主命題·北京卷題組1.(2015北京理綜,9,6分)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OC.CO和O生成了具有極性共價鍵的CO2D.狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應的過程答案C2.(2013北京理綜,6,6分)下列設備工作時,將化學能轉化為熱能的是()ABCD硅太陽能電池鋰離子電池太陽能集熱器燃氣灶答案D3.(2019北京理綜,27節(jié)選)氫能源是最具應用前景的能源之一,高純氫的制備是目前的研究熱點。(1)甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一。①反應器中初始反應的生成物為H2和CO2,其物質(zhì)的量之比為4∶1,甲烷和水蒸氣反應的方程式是_______________________________________。②已知反應器中還存在如下反應:ⅰ.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH1ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH2ⅲ.CH4(g)C(s)+2H2(g)ΔH3……ⅲ為積炭反應,利用ΔH1和ΔH2計算ΔH3時,還需要利用__________________________________反應的ΔH。③反應物投料比采用n(H2O)∶n(CH4)=4∶1,大于初始反應的化學計量數(shù)之比,目的是____________(選填字母序號)。a.促進CH4轉化b.促進CO轉化為CO2c.減少積炭生成④用CaO可以去除CO2。H2體積分數(shù)和CaO消耗率隨時間變化關系如下圖所示。從t1時開始,H2體積分數(shù)顯著降低,單位時間CaO消耗率___________(填“升高”“降低”或“不變”)。此時CaO消耗率約為35%,但已失效,結合化學方程式解釋原因:_______________________________________。答案(1)①CH4+2H2O4H2+CO2②C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)或C(s)+CO2(g)2CO(g)③abc④降低CaO+CO2CaCO3,CaCO3覆蓋在CaO表面,減少了CO2與CaO的接觸面積4.(2015北京理綜,26,12分)氫能是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?。以太陽能為熱?熱化學硫碘循環(huán)分解水是一種高效、無污染的制氫方法。其反應過程如下圖所示:(1)反應Ⅰ的化學方程式是____________________________。(2)反應Ⅰ得到的產(chǎn)物用I2進行分離。該產(chǎn)物的溶液在過量I2的存在下會分成兩層——含低濃度I2的H2SO4層和含高濃度I2的HI層。①根據(jù)上述事實,下列說法正確的是________(選填序號)。a.兩層溶液的密度存在差異b.加I2前,H2SO4溶液和HI溶液不互溶c.I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶②辨別兩層溶液的方法是__________________________。③經(jīng)檢測,H2SO4層中c(H+)∶c(SO42-)=2.06∶1。其比值大于2的原因是(3)反應Ⅱ:2H2SO4(l)2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)ΔH=+550kJ·mol-1。它由兩步反應組成:ⅰ.H2SO4(l)SO3(g)+H2O(g)ΔH=+177kJ·mol-1;ⅱ.SO3(g)分解。L(L1、L2)、X可分別代表壓強或溫度。如圖表示L一定時,ⅱ中SO3(g)的平衡轉化率隨X的變化關系。①X代表的物理量是_______________________。②判斷L1、L2的大小關系,并簡述理由:___________________________________________________。答案(1)SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI(2)①a、c②觀察顏色,顏色深的是HI層,顏色淺的是H2SO4層③H2SO4層中含有少量HI(3)①壓強②L1<L2;SO3(g)分解的熱化學方程式:2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)ΔH=+196kJ·mol-1,當壓強一定時,溫度升高,平衡轉化率增大B組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組5.(2017天津理綜,3,6分)下列能量轉化過程與氧化還原反應無關的是()A.硅太陽能電池工作時,光能轉化成電能B.鋰離子電池放電時,化學能轉化成電能C.電解質(zhì)溶液導電時,電能轉化成化學能D.葡萄糖為人類生命活動提供能量時,化學能轉化成熱能答案A6.(2015海南單科,4,2分)已知丙烷的燃燒熱ΔH=-2215kJ·mol-1。若一定量的丙烷完全燃燒后生成1.8g水,則放出的熱量約為()A.55kJ B.220kJ C.550kJ D.1108kJ答案A7.(2018課標Ⅲ,28節(jié)選)三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料?；卮鹣铝袉栴}:(1)SiHCl3在常溫常壓下為易揮發(fā)的無色透明液體,遇潮氣時發(fā)煙生成(HSiO)2O等,寫出該反應的化學方程式:____________________________________。(2)SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應:2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)ΔH1=48kJ·mol-13SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3(g)ΔH2=-30kJ·mol-1則反應4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH為__________kJ·mol-1。答案(1)2SiHCl3+3H2O(HSiO)2O+6HCl(2)1148.(2018天津理綜,10節(jié)選)CO2是一種廉價的碳資源,其綜合利用具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}:(2)CO2與CH4經(jīng)催化重整,制得合成氣:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)①已知上述反應中相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:化學鍵C—HCOH—HC←O(CO)鍵能/kJ·mol-14137454361075則該反應的ΔH=___________________。分別在VL恒溫密閉容器A(恒容)、B(恒壓,容積可變)中,加入CH4和CO2各1mol的混合氣體。兩容器中反應達平衡后放出或吸收的熱量較多的是_______(填“A”或“B”)。②按一定體積比加入CH4和CO2,在恒壓下發(fā)生反應,溫度對CO和H2產(chǎn)率的影響如圖所示。此反應優(yōu)選溫度為900℃的原因是_______________________________________________________________________。答案(2)①+120kJ·mol-1B②900℃時,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)濟效益降低9.(2019課標Ⅱ,27,15分)環(huán)戊二烯()是重要的有機化工原料,廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)?；卮鹣铝袉栴}:(1)已知:(g)(g)+H2(g)ΔH1=100.3kJ·mol-1①H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH2=-11.0kJ·mol-1②對于反應:(g)+I2(g)(g)+2HI(g)③ΔH3=____________kJ·mol-1。(2)某溫度下,等物質(zhì)的量的碘和環(huán)戊烯()在剛性容器內(nèi)發(fā)生反應③,起始總壓為105Pa,平衡時總壓增加了20%,環(huán)戊烯的轉化率為______________,該反應的平衡常數(shù)Kp=_______________Pa。達到平衡后,欲增加環(huán)戊烯的平衡轉化率,可采取的措施有______(填標號)。A.通入惰性氣體 B.提高溫度C.增加環(huán)戊烯濃度 D.增加碘濃度(3)環(huán)戊二烯容易發(fā)生聚合生成二聚體,該反應為可逆反應。不同溫度下,溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應時間的關系如圖所示,下列說法正確的是___________(填標號)。A.T1>T2B.a點的反應速率小于c點的反應速率C.a點的正反應速率大于b點的逆反應速率D.b點時二聚體的濃度為0.45mol·L-1(4)環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵[Fe(C5H5)2,結構簡式為],后者廣泛應用于航天、化工等領域中。二茂鐵的電化學制備原理如下圖所示,其中電解液為溶解有溴化鈉(電解質(zhì))和環(huán)戊二烯的DMF溶液(DMF為惰性有機溶劑)。該電解池的陽極為____________,總反應為__________________________。電解制備需要在無水條件下進行,原因為____________________________________________________________________________。答案(1)89.3(2)40%3.56×104BD(3)CD(4)Fe電極水會阻礙中間物Na的生成;水會電解生成OH-,進一步與Fe2+反應生成Fe(OH)2考點二熱化學方程式的書寫及正誤判斷A組自主命題·北京卷題組1.(2018北京理綜,27節(jié)選)近年來,研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉化與存儲。過程如下:(1)反應Ⅰ:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)ΔH1=+551kJ·mol-1反應Ⅲ:S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH3=-297kJ·mol-1反應Ⅱ的熱化學方程式:____________________________________。(2)對反應Ⅱ,在某一投料比時,兩種壓強下,H2SO4在平衡體系中物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度的變化關系如圖所示。p2___________________p1(填“>”或“<”),得出該結論的理由是_______________________________________。答案(1)3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s)ΔH2=-254kJ·mol-1(2)>反應Ⅱ是氣體物質(zhì)的量減小的反應,溫度一定時,增大壓強使反應正向進行,H2SO4的物質(zhì)的量增大,體系總物質(zhì)的量減小,H2SO4的物質(zhì)的量分數(shù)增大B組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組2.(2015重慶理綜,6,6分)黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一,其爆炸的熱化學方程式為S(s)+2KNO3(s)+3C(s)K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)ΔH=xkJ·mol-1已知:碳的燃燒熱ΔH1=akJ·mol-1S(s)+2K(s)K2S(s)ΔH2=bkJ·mol-12K(s)+N2(g)+3O2(g)2KNO3(s)ΔH3=ckJ·mol-1則x為()A.3a+b-c B.c-3a-b C.a+b-c D.c-a-b答案A3.(2019天津理綜,10,14分)多晶硅是制作光伏電池的關鍵材料。以下是由粗硅制備多晶硅的簡易過程?；卮鹣铝袉栴}:Ⅰ.硅粉與HCl在300℃時反應生成1molSiHCl3氣體和H2,放出225kJ熱量,該反應的熱化學方程式為_______________________________。SiHCl3的電子式為__________________。Ⅱ.將SiCl4氫化為SiHCl3有三種方法,對應的反應依次為:①SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g)ΔH1>0②3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g)ΔH2<0③2SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g)3SiHCl3(g)ΔH3(1)氫化過程中所需的高純度H2可用惰性電極電解KOH溶液制備,寫出產(chǎn)生H2的電極名稱_____________(填“陽極”或“陰極”),該電極反應方程式為_________________________________。(2)已知體系自由能變ΔG=ΔH-TΔS,ΔG<0時反應自發(fā)進行。三個氫化反應的ΔG與溫度的關系如圖1所示,可知:反應①能自發(fā)進行的最低溫度是__________;相同溫度下,反應②比反應①的ΔG小,主要原因是______________________。(3)不同溫度下反應②中SiCl4轉化率如圖2所示。下列敘述正確的是______(填序號)。a.B點:v正>v逆b.v正:A點>E點c.反應適宜溫度:480~520℃(4)反應③的ΔH3=__________(用ΔH1,ΔH2表示)。溫度升高,反應③的平衡常數(shù)K_______(填“增大”“減小”或“不變”)。(5)由粗硅制備多晶硅過程中循環(huán)使用的物質(zhì)除SiCl4、SiHCl3和Si外,還有___________(填分子式)。答案(14分)Ⅰ.Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g)ΔH=-225kJ·mol-1Ⅱ.(1)陰極2H2O+2e-H2↑+2OH-或2H++2e-H2↑(2)1000℃ΔH2<ΔH1導致反應②的ΔG小(3)a、c(4)ΔH2-ΔH1減小(5)HCl、H24.(2017課標Ⅰ,28,14分)近期發(fā)現(xiàn),H2S是繼NO、CO之后的第三個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。回答下列問題:(1)下列事實中,不能比較氫硫酸與亞硫酸的酸性強弱的是_____(填標號)。

A.氫硫酸不能與碳酸氫鈉溶液反應,而亞硫酸可以B.氫硫酸的導電能力低于相同濃度的亞硫酸C.0.10mol·L-1的氫硫酸和亞硫酸的pH分別為4.5和2.1D.氫硫酸的還原性強于亞硫酸(2)下圖是通過熱化學循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應系統(tǒng)原理。通過計算,可知系統(tǒng)(Ⅰ)和系統(tǒng)(Ⅱ)制氫的熱化學方程式分別為________________________________、______________________________,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:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在610K時,將0.10molCO2與0.40molH2S充入2.5L的空鋼瓶中,反應平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.02。①H2S的平衡轉化率α1=__________%,反應平衡常數(shù)K=___________。②在620K重復實驗,平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.03,H2S的轉化率α2_________α1,該反應的ΔH________0(填“>”“<”或“=”)。③向反應器中再分別充入下列氣體,能使H2S轉化率增大的是_____(填標號)。A.H2SB.CO2C.COSD.N2答案(1)D(2)H2O(l)H2(g)+12O2(g)ΔH=286kJ·mol-1H2S(g)H2(g)+S(s)ΔH=20kJ·mol-1系統(tǒng)(Ⅱ)(3)①2.52.8×10-3②>>③BC組教師專用題組5.(2015山東理綜,30,19分)合金貯氫材料具有優(yōu)異的吸放氫性能,在配合氫能的開發(fā)中起著重要作用。(1)一定溫度下,某貯氫合金(M)的貯氫過程如圖所示,縱軸為平衡時氫氣的壓強(p),橫軸表示固相中氫原子與金屬原子的個數(shù)比(H/M)。在OA段,氫溶解于M中形成固溶體MHx,隨著氫氣壓強的增大,H/M逐漸增大;在AB段,MHx與氫氣發(fā)生氫化反應生成氫化物MHy,氫化反應方程式為:zMHx(s)+H2(g)zMHy(s)ΔH1(Ⅰ);在B點,氫化反應結束,進一步增大氫氣壓強,H/M幾乎不變。反應(Ⅰ)中z=_______(用含x和y的代數(shù)式表示)。溫度為T1時,2g某合金4min內(nèi)吸收氫氣240mL,吸氫速率v=___________mL·g-1·min-1。反應(Ⅰ)的焓變ΔH1__________0(填“>”“=”或“<”)。(2)η表示單位質(zhì)量貯氫合金在氫化反應階段的最大吸氫量占其總吸氫量的比例,則溫度為T1、T2時,η(T1)________η(T2)(填“>”“=”或“<”)。當反應(Ⅰ)處于圖中a點時,保持溫度不變,向恒容體系中通入少量氫氣,達平衡后反應(Ⅰ)可能處于圖中的___________點(填“b”“c”或“d”),該貯氫合金可通過_________或___________的方式釋放氫氣。(3)貯氫合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反應。溫度為T時,該反應的熱化學方程式為__________________________________________。已知溫度為T時:CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)ΔH=+165kJ·mol-1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=-41kJ·mol-1答案(1)2y(3)CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)ΔH=-206kJ·mol-16.(2013北京理綜,26,14分)NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨,寫出NO2轉化為HNO3的化學方程式:_____________________________。(2)汽車發(fā)動機工作時會引發(fā)N2和O2反應,其能量變化示意圖如下:①寫出該反應的熱化學方程式:________________________________。②隨溫度升高,該反應化學平衡常數(shù)的變化趨勢是______________________。(3)在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉化器,可有效降低NOx的排放。①當尾氣中空氣不足時,NOx在催化轉化器中被還原成N2排出。寫出NO被CO還原的化學方程式:________________________________。②當尾氣中空氣過量時,催化轉化器中的金屬氧化物吸收NOx生成鹽。其吸收能力順序如下:12MgO<20CaO<38SrO<56BaO。原因是______________________________________________--,元素的金屬性逐漸增強,金屬氧化物對NOx的吸收能力逐漸增強。

(4)通過NOx傳感器可監(jiān)測NOx的含量,其工作原理示意圖如下:①Pt電極上發(fā)生的是_____反應(填“氧化”或“還原”)。

②寫出NiO電極的電極反應式:__________________________。答案(1)3NO2+H2O2HNO3+NO(2)①N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH=+183kJ·mol-1②增大(3)①2CO+2NON2+2CO2②根據(jù)Mg、Ca、Sr和Ba的質(zhì)子數(shù),得知它們均為ⅡA族元素。同一主族的元素,從上到下,原子半徑逐漸增大(4)①還原②NO+O2--2e-NO27.(2012北京理綜,26,13分)用Cl2生產(chǎn)某些含氯有機物時會產(chǎn)生副產(chǎn)物HCl。利用反應A,可實現(xiàn)氯的循環(huán)利用。反應A:4HCl+O22Cl2+2H2O(1)已知:ⅰ.反應A中,4molHCl被氧化,放出115.6kJ的熱量。ⅱ.①H2O的電子式是______________。②反應A的熱化學方程式是___________________________。③斷開1molH—O鍵與斷開1molH—Cl鍵所需能量相差約為_______________kJ,H2O中H—O鍵比HCl中H—Cl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1∶1、2∶1、4∶1、6∶1]下,反應溫度對HCl平衡轉化率影響的曲線。①曲線b對應的投料比是___________。②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______________________________。③投料比為2∶1、溫度為400℃時,平衡混合氣中Cl2的物質(zhì)的量分數(shù)是______________。答案(1)①H∶O··②4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH=-115.6kJ/mol③32強(2)①4∶1②投料比越高,對應的反應溫度越低③30.8%【三年模擬】時間:45分鐘分值:100分一、選擇題(每題6分,共48分)1.(2020屆北京海淀期中,9)利用固體表面催化工藝進行NO分解的過程如下圖所示。下列說法不正確的是()A.NO屬于共價化合物B.O2含有非極性共價鍵C.過程②吸收能量,過程③釋放能量D.標準狀況下,NO分解生成11.2LN2轉移電子數(shù)為6.02×1023答案D2.(2019北京十一中期末,8)用Cl2生產(chǎn)某些含氯有機物時會產(chǎn)生副產(chǎn)物HCl。利用反應:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH=-115.6kJ·mol-1,可實現(xiàn)氯的循環(huán)利用。已知:下列說法正確的是()A.升高溫度能提高HCl的轉化率B.斷裂H2O(g)中1molH—O鍵比斷裂HCl(g)中1molH—Cl鍵所需的能量高C.1molCl2(g)轉化為2molCl放出243kJ能量D.加入催化劑,能使該反應的焓變減小答案B3.(2019北京海淀二模,10)汽車尾氣處理存在反應:NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g),該反應過程及能量變化如圖所示:下列說法正確的是()A.升高溫度,平衡正向移動B.該反應生成了具有非極性共價鍵的CO2C.使用催化劑可以有效提高反應物的平衡轉化率D.反應物轉化為活化配合物需要吸收能量答案D4.(2019北京朝陽期中,10)某科研團隊研制出“TM-LiH(TM表示過渡金屬)”雙催化劑體系,顯著提高了在溫和條件下氮氣和氫氣合成NH3的效率,原理示意圖如下:下列分析不合理的是()A.狀態(tài)Ⅰ,吸收能量并有鍵發(fā)生斷裂B.合成NH3總反應的原子利用率是100%C.“TM-LiH”能降低合成氨反應的ΔHD.生成NH3:2LiNH+3H22LiH+2NH3答案C5.(2019北京朝陽期末,9)我國某科研團隊以N2為原料合成了超高含能材料聚合氮——以氮氮單鍵(N—N)結合的具有網(wǎng)狀結構的聚合體。有關化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下:化學鍵鍵能/kJ·mol-1946419159下列分析不正確的是()A.氮原子的結構示意圖:B.聚合氮轉變?yōu)镹2會釋放能量C.高溫有利于聚合氮的合成D.低壓有利于聚合氮的合成答案D6.(2019北京海淀期末,11)以太陽能為熱源,熱化學硫碘循環(huán)分解水是一種高效、環(huán)保的制氫方法,其流程圖如下:相關反應的熱化學方程式為:反應Ⅰ:SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)2HI(aq)+H2SO4(aq)ΔH1=-213kJ·mol-1反應Ⅱ:H2SO4(aq)SO2(g)+H2O(l)+12O2(g)ΔH2=+327kJ·mol-1反應Ⅲ:2HI(aq)H2(g)+I2(g)ΔH3=+172kJ·mol-1下列說法不正確的是()A.該過程實現(xiàn)了太陽能到化學能的轉化B.SO2和I2對總反應起到了催化劑的作用C.總反應的熱化學方程式為2H2O(l)2H2(g)+O2(g)ΔH=+286kJ·mol-1D.該過程降低了水分解制氫反應的活化能,但總反應的ΔH不變答案C7.(2019北京通州期末,10)白磷和紅磷與氧氣反應過程中的能量變化如圖(E表示能量)。下列說法中正確的是()A.紅磷比白磷穩(wěn)定B.白磷燃燒是吸熱反應C.紅磷轉變?yōu)榘琢资欠艧岱磻狣.紅磷燃燒的熱化學方程式是4P(s)+5O2(g)P4O10(s)ΔH=(E2-E3)kJ·mol-1答案A8.(2019北京豐臺一模,10)CH4與Cl2生成CH3Cl的反應過程中,中間態(tài)物質(zhì)的能量關系如下圖所示(Ea表示活化能),下列說法不正確的是()A.已知Cl·是由Cl2在光照條件下化學鍵斷裂生成的,該過程可表示為∶Cl····∶Cl····∶B.相同條件下,Ea越大反應速率越慢C.圖中ΔH<0,其大小與Ea1、D.CH4轉化為CH3Cl的過程中,所有C—H鍵發(fā)生了斷裂答案D二、非選擇題(共52分)9.(2020屆北京牛欄山一中10月月考,16)(10分)為了合理利用化學能,確保安全生產(chǎn),化工設計需要充分考慮化學反應的反應熱,并采取相應措施?；瘜W反應的反應熱通常用實驗進行測定,也可進行理論推算。(1)今有如下兩個熱化學方程式:H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH1=akJ·mol-1H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH2=bkJ·mol-1則a____b(填“>”“=”或“<”)。(2)拆開1mol氣態(tài)物質(zhì)中某種共價鍵需要吸收的能量叫鍵能,部分化學鍵鍵能如表。化學鍵H—HN—H鍵能/kJ·mol-1436a945已知反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-93kJ·mol-1,試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)計算a=___________。(3)利用水煤氣合成二甲醚(CH3OCH3)的三步反應如下:①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)ΔH1②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH2③3H2(g)+3CO(g)CO2(g)+CH3OCH3(g)ΔH3反應③為制取二甲醚的第3步反應,利用ΔH1和ΔH2計算ΔH3時,還需要利用_________________________反應的ΔH。(4)中科院大連化學物理研究所的科研人員在新型納米催化劑Na-Fe3O4和HMCM-22的表面將CO2轉化為烷烴,其過程如圖。圖中CO2轉化為CO的反應為CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=+41kJ·mol-1已知:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)ΔH=-128kJ·mol-1則圖中CO轉化為C2H4的熱化學方程式是___________________________________________。答案(1)<(2)391(3)2H2(g)+O2(g)2H2O(g)、2CO(g)+O2(g)2CO2(g)(4)2CO(g)+4H2(g)CH2CH2(g)+2H2O(g)ΔH=-210kJ·mol-110.(2019北京東城十一學校零模,26)(14分)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。(1)步驟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aL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0.5aL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的是_____(選填字母)。a.吸收前:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCb.吸收初期:2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2COc.吸收全過程:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3②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)：______________________。答案(1)①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=-36kJ·mol-1②ⅰ.T2>T1,相同條件下,溫度越高反應速率越快,達到化學平衡的時間越短(CO變換反應是放熱反應,溫度升高時H2的體積分數(shù)減小)ⅱ.(2)①ac②NaHCO3,NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小,依據(jù)反應Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3,水的質(zhì)量減少,溶質(zhì)質(zhì)量增大③2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O11.(2019北京朝陽一模,26)(14分)脫除煙氣中的氮氧化物(主要是指NO和NO2)可以凈化空氣、改善環(huán)境,是環(huán)境保護的主要課題。(1)以漂粉精溶液為吸收劑脫除煙氣中的NO,相關熱化學方程式如下:ⅰ.4NO(g)+3O2(g)+2H2O(l)4HNO3(aq)ΔH1=-423kJ·mol-1ⅱ.Ca(ClO)2(aq)CaCl2(aq)+O2(g)ΔH2=-120kJ·mol-1ⅲ.3Ca(ClO)2(aq)+4NO(g)+2H2O(l)4HNO3(aq)+3CaCl2(aq)ΔH3①ΔH3=__________kJ·mol-1。②反應ⅲ的平衡常數(shù)隨溫度升高的變化趨勢是_______________________________________________。(2)HClO可有效脫除NO,但HClO不穩(wěn)定,實際應用中常用其鹽。Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化學方程式是_________________________________________________________________。(3)次氯酸鹽脫除NO的主要過程如下:a.NO+HClONO2+HClb.NO+NO2+H2O2HNO2c.HCl