天津市2020年高考化學一輪復習 專題五 化學反應中的能量變化教師用書.docx

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專題五　化學反應中的能量變化 挖命題 【考情探究】 考點 內容解讀 5年考情 預測熱度 考題示例 難度 關聯考點 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。 2016天津理綜,3、10(4) 易 ★☆☆ 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蓋斯定律進行有關計算。 2018天津理綜,10(2) 2016天津理綜,7(4)、10(2) 2015天津理綜,7(4) 2014天津理綜,7(4) 中 ★★★ 分析解讀　　高考對本專題內容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,物質能量高低與穩(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值。本專題內容在高考題中出現的頻率極高,難度多集中在蓋斯定律的應用?？疾閷W生的變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、科學態(tài)度與社會責任素養(yǎng)。 【真題典例】 破考點 【考點集訓】 考點一　化學反應中能量變化的有關概念及計算 1.2017年中國成功開采可燃冰(主要成分為甲烷)。直接從自然界得到的能源為一次能源,下列不屬于一次能源的是(　　) A.石油 B.氫能 C.太陽能 D.煤 答案　B　 2.中國學者在水煤氣變換[CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH]中突破了低溫下高轉化率與高反應速率不能兼得的難題,該過程是基于雙功能催化劑(能吸附不同粒子)催化實現的。反應過程示意圖如下: 下列說法正確的是(　　) A.過程Ⅰ、過程Ⅲ均為放熱過程 B.過程Ⅲ生成了具有極性共價鍵的H2、CO2 C.使用催化劑降低了水煤氣變換反應的ΔH D.圖示過程中的H2O均參與了反應過程 答案　D　 3.兩種由正丁烷(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=+123 kJmol-1 ②C4H10(g)+1/2O2(g) C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=-119 kJmol-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.1 mol C4H10(g)完全燃燒釋放的能量大于119 kJ 答案　C　 考點二　熱化學方程式的書寫及正誤判斷 1.煤的工業(yè)加工過程中,可利用CO和H2合成用途廣泛的化工原料甲醇,能量變化如圖所示。下列說法正確的是(　　) A.該反應是吸熱反應 B.1 mol CH3OH(g)所具有的能量為90.1 kJmol-1 C.CO(g)+2H2(g) CH3OH(l)　ΔH=-90.1 kJmol-1 D.1 mol CO(g)和2 mol H2(g)斷鍵所需能量小于1 mol CH3OH(g)斷鍵所需能量 答案　D　 2.銅冶金技術以火法冶煉為主。 (1)火法煉銅的工藝流程如下: 反應Ⅰ:2Cu2S(s)+3O2(g) 2Cu2O(s)+2SO2(g) ΔH=-768.2 kJmol-1 反應Ⅱ:2Cu2O(s)+Cu2S(s) 6Cu(s)+SO2(g) ΔH=+116.0 kJmol-1 ①在反應Ⅱ中,每生成1 mol SO2轉移電子　　　　mol。 ②反應Cu2S(s)+O2(g)2Cu(s)+SO2(g)的ΔH=　　　kJmol-1。 ③理論上m1∶m2=　　　　。 (2)煉銅的副產品SO2多用于制硫酸和石膏等化學產品。 ①制硫酸中重要的一步反應是2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH=-196 kJmol-1。 下圖表示將2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于1 L密閉容器中,當其他條件一定時,SO2(g)的平衡轉化率α隨X的變化關系,X(X1、X2)代表壓強或溫度。 X代表的物理量是　　　　。A對應條件下平衡常數K=　　　　。 ②下圖表示的是生產石膏的簡單流程,請用平衡移動原理解釋向CaCO3懸濁液中通入SO2發(fā)生反應的原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)工業(yè)硫酸中往往含有一定量的SO2,測定過程如下:取m g工業(yè)硫酸配成100 mL溶液,取出20.00 mL溶液,加入1 mL指示劑,用c molL-1 I2標準溶液滴定,消耗I2標準溶液V mL,工業(yè)硫酸中含有SO2的質量分數的計算式是　　　　　　。 答案　(1)①6?、?217.4?、?∶1 (2)①壓強　80 ②CaCO3懸濁液中存在CaCO3(s) Ca2+(aq)+CO32-(aq),通入SO2時,CO32-與SO2反應,c(CO32-)減小,溶解平衡正向移動 (3)8cV25m100% 煉技法 【方法集訓】 方法　反應熱大小的比較及計算 1.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH=a kJmol-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 答案　C　 2.處理燃燒產生的煙道氣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(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 答案　A　 3.強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應的熱效應為H+(aq)+OH-(aq) H2O(l)　ΔH=-57.3 kJmol-1。分別向1 L 0.5 molL-1 Ba(OH)2溶液中加入濃硫酸、稀硝酸、稀醋酸,恰好完全反應的熱效應分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3,下列關系正確的是(　　) A.ΔH1>ΔH2>ΔH3 B.ΔH1>ΔH2=ΔH3 C.ΔH1<ΔH2<ΔH3 D.ΔH1=ΔH2<ΔH3 答案　C　 過專題 【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　自主命題天津卷題組 1.(2016天津理綜,3,6分)下列敘述正確的是(　　) A.使用催化劑能夠降低化學反應的反應熱(ΔH) B.金屬發(fā)生吸氧腐蝕時,被腐蝕的速率與氧氣濃度無關 C.原電池中發(fā)生的反應達平衡時,該電池仍有電流產生 D.在同濃度的鹽酸中,ZnS可溶而CuS不溶,說明CuS的溶解度比ZnS的小 答案　D　 B組　統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組 2.(2018北京理綜,7,6分)我國科研人員提出了由CO2和CH4轉化為高附加值產品CH3COOH的催化反應歷程。該歷程示意圖如下。 下列說法不正確的是(　　) A.生成CH3COOH總反應的原子利用率為100% B.CH4→CH3COOH過程中,有C—H鍵發(fā)生斷裂 C.①→②放出能量并形成了C—C鍵 D.該催化劑可有效提高反應物的平衡轉化率 答案　D　 3.(2016江蘇單科,8,2分)通過以下反應均可獲取H2。下列有關說法正確的是(　　) ①太陽光催化分解水制氫:2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)　ΔH1=571.6 kJmol-1 ②焦炭與水反應制氫:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH2=131.3 kJmol-1 ③甲烷與水反應制氫:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　ΔH3=206.1 kJmol-1 A.反應①中電能轉化為化學能 B.反應②為放熱反應 C.反應③使用催化劑,ΔH3減小 D.反應CH4(g) C(s)+2H2(g)的ΔH=74.8 kJmol-1 答案　D 4.(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 答案　C　 5.(2018江蘇單科,10,2分)下列說法正確的是(　　) A.氫氧燃料電池放電時化學能全部轉化為電能 B.反應4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)常溫下可自發(fā)進行,該反應為吸熱反應 C.3 mol H2與1 mol N2混合反應生成NH3,轉移電子的數目小于66.021023 D.在酶催化淀粉水解反應中,溫度越高淀粉水解速率越快 答案　C　 6.(2016海南單科,11,4分)由反應物X轉化為Y和Z的能量變化如圖所示。下列說法正確的是(　　) A.由X→Y反應的ΔH=E5-E2 B.由X→Z反應的ΔH<0 C.降低壓強有利于提高Y的產率 D.升高溫度有利于提高Z的產率 答案　BC C組　教師專用題組 7.(2014北京理綜,26,14分)NH3經一系列反應可以得到HNO3和NH4NO3,如下圖所示。 (1)Ⅰ中,NH3和O2在催化劑作用下反應,其化學方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)Ⅱ中,2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)。在其他條件相同時,分別測得NO的平衡轉化率在不同壓強(p1、p2)下隨溫度變化的曲線(如圖)。 ①比較p1、p2的大小關系:　　　　。 ②隨溫度升高,該反應平衡常數變化的趨勢是　　　　。 (3)Ⅲ中,降低溫度,將NO2(g)轉化為N2O4(l),再制備濃硝酸。 ①已知:2NO2(g) N2O4(g)　ΔH1 2NO2(g) N2O4(l)　ΔH2 下列能量變化示意圖中,正確的是(選填字母)　　　　。 ②N2O4與O2、H2O化合的化學方程式是　　　　　　　　　　　　　。 (4)Ⅳ中,電解NO制備NH4NO3,其工作原理如圖所示。為使電解產物全部轉化為NH4NO3,需補充物質A。A是　　　,說明理由:　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)4NH3+5O2 4NO+6H2O (2)①p10 C.加熱0.1 molL-1 Na2CO3溶液,CO32-的水解程度和溶液的pH均增大 D.對于乙酸與乙醇的酯化反應(ΔH<0),加入少量濃硫酸并加熱,該反應的反應速率和平衡常數均增大 答案　C 9.(2015課標Ⅱ,27,14分)甲醇既是重要的化工原料,又可作為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇,發(fā)生的主要反應如下: 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 回答下列問題: (1)已知反應①中相關的化學鍵鍵能數據如下: 化學鍵 H—H C—O CO H—O C—H E/(kJmol-1) 436 343 1 076 465 413 由此計算ΔH1=　　　　kJmol-1;已知ΔH2=-58 kJmol-1,則ΔH3=　　　　kJmol-1。 (2)反應①的化學平衡常數K表達式為　　　　　　　　;圖1 中能正確反映平衡常數K隨溫度變化關系的曲線為　　　　(填曲線標記字母),其判斷理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 圖1　　　　　　　　　　　　　　圖2 (3)合成氣組成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60時,體系中的CO平衡轉化率(α)與溫度和壓強的關系如圖2所示。α(CO)值隨溫度升高而　　　(填“增大”或“減小”),其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　;圖2中的壓強由大到小為　　　　　　　　　　,其判斷理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 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　反應①為放熱反應,平衡常數數值應隨溫度升高變小(每空1分,共2分) (3)減小　升高溫度時,反應①為放熱反應,平衡向左移動,使得體系中CO的量增大;反應③為吸熱反應,平衡向右移動,又使產生CO的量增大;總結果,隨溫度升高,使CO的轉化率降低(1分,2分,共3分) p3>p2>p1　相同溫度下,由于反應①為氣體分子數減小的反應,加壓有利于提升CO的轉化率;而反應③為氣體分子數不變的反應,產生CO的量不受壓強影響。故增大壓強時,有利于CO的轉化率升高(每空2分,共4分) 考點二　熱化學方程式的書寫及正誤判斷 A組　自主命題天津卷題組 1.(2014天津理綜,7,節(jié)選) (4)晶體硅(熔點1 410 ℃)是良好的半導體材料。由粗硅制純硅過程如下: Si(粗) SiCl4 SiCl4(純) Si(純) 寫出SiCl4的電子式:　　　　　　;在上述由SiCl4制純硅的反應中,測得每生成1.12 kg純硅需吸收a kJ熱量,寫出該反應的熱化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(4):ClSiClClCl: SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g)　ΔH=+0.025a kJmol-1 2.(2015天津理綜,7,節(jié)選)隨原子序數遞增,八種短周期元素(用字母x等表示)原子半徑的相對大小、最高正價或最低負價的變化如下圖所示。 根據判斷出的元素回答問題: (4)已知1 mol e的單質在足量d2中燃燒,恢復至室溫,放出255.5 kJ熱量,寫出該反應的熱化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(4)2Na(s)+O2(g) Na2O2(s)　ΔH=-511 kJmol-1 3.(2018天津理綜,10,14分)CO2是一種廉價的碳資源,其綜合利用具有重要意義。回答下列問題: (1)CO2可以被NaOH溶液捕獲。若所得溶液pH=13,CO2主要轉化為　　　　(寫離子符號);若所得溶液c(HCO3-)∶c(CO32-)=2∶1,溶液pH=　　　　。(室溫下,H2CO3的K1=410-7;K2=510-11) (2)CO2與CH4經催化重整,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據如下: 化學鍵 C—H CO H—H C← O(CO) 鍵能/kJmol-1 413 745 436 1 075 則該反應的ΔH=　　　　　　　　。分別在V L恒溫密閉容器A(恒容)、B(恒壓,容積可變)中,加入CH4和CO2各1 mol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產率的影響如圖1所示。此反應優(yōu)選溫度為900 ℃的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 圖1 (3)O2輔助的Al-CO2電池工作原理如圖2所示。該電池電容量大,能有效利用CO2,電池反應產物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。 圖2 電池的負極反應式:　　　　　　　　　　　　　。 電池的正極反應式:6O2+6e- 6O2- 6CO2+6O2- 3C2O42-+6O2 反應過程中O2的作用是　　　　　　。 該電池的總反應式:　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(14分)(1)CO32-　10 (2)①+120 kJmol-1　B ②900 ℃時,合成氣產率已經較高,再升高溫度產率增幅不大,但能耗升高,經濟效益降低 (3)Al-3e-Al3+(或2Al-6e-2Al3+)　催化劑 2Al+6CO2Al2(C2O4)3 B組　統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組 4.(2014課標Ⅱ,13,6分)室溫下,將1 mol的CuSO45H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低,熱效應為ΔH1,將1 mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高,熱效應為ΔH2;CuSO45H2O受熱分解的化學方程式為:CuSO45H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l),熱效應為ΔH3。則下列判斷正確的是(　　) A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3 C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3 答案　B　由題干信息可得:①CuSO45H2O(s) Cu2+(aq)+SO42-(aq)+5H2O(l)　ΔH1>0,②CuSO4(s) Cu2+(aq)+SO42-(aq)　ΔH2<0,③CuSO45H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l)　ΔH3,根據蓋斯定律可知,ΔH3=ΔH1-ΔH2,由于ΔH1>0,ΔH2<0,故ΔH3>ΔH1,B項正確,C、D項錯誤;ΔH3>0,ΔH2<0,故ΔH3>ΔH2,A項錯誤。 5.(2014重慶理綜,6,6分)已知:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH=a kJmol-1 2C(s)+O2(g) 2CO(g)　ΔH=-220 kJmol-1 H—H、O O和O—H鍵的鍵能分別為436、496和462 kJmol-1,則a為(　　) A.-332 B.-118 C.+350 D.+130 答案　D　按順序將題中兩個熱化學方程式編號為①和②,依據蓋斯定律,②-①2得:2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH=-(220+2a)kJmol-1,代入相關數據得:(2436+496)-4462=-(220+2a),解得a=+130,D項正確。 6.(2014江蘇單科,10,2分)已知: C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH1 CO2(g)+C(s) 2CO(g)　ΔH2 2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)　ΔH3 4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s)　ΔH4 3CO(g)+Fe2O3(s) 3CO2(g)+2Fe(s)　ΔH5 下列關于上述反應焓變的判斷正確的是(　　) A.ΔH1>0,ΔH3<0 B.ΔH2>0,ΔH4>0 C.ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.ΔH3=ΔH4+ΔH5 答案　C　 7.(2017江蘇單科,8,2分)通過以下反應可獲得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列說法不正確的是(　　) ①C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH1=a kJmol-1 ②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH2=b kJmol-1 ③CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=c kJmol-1 ④2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH4=d kJmol-1 A.反應①、②為反應③提供原料氣 B.反應③也是CO2資源化利用的方法之一 C.反應CH3OH(g) 12CH3OCH3(g)+12H2O(l)的ΔH=d2 kJmol-1 D.反應2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d)kJmol-1 答案　C　 8.(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=x kJmol-1 已知:碳的燃燒熱ΔH1=a kJmol-1 S(s)+2K(s) K2S(s)　ΔH2=b kJmol-1 2K(s)+N2(g)+3O2(g) 2KNO3(s)　ΔH3=c kJmol-1 則x為(　　) A.3a+b-c B.c-3a-b C.a+b-c D.c-a-b 答案　A 9.(2017課標Ⅰ,28,14分)近期發(fā)現,H2S是繼NO、CO之后的第三個生命體系氣體信號分子,它具有參與調節(jié)神經信號傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能?；卮鹣铝袉栴}: (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.0.10 molL-1的氫硫酸和亞硫酸的pH分別為4.5和2.1 D.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610 K時,將0.10 mol CO2與0.40 mol H2S充入2.5 L的空鋼瓶中,反應平衡后水的物質的量分數為0.02。 ①H2S的平衡轉化率α1=　　　　　%,反應平衡常數K=　　　　　。 ②在620 K重復實驗,平衡后水的物質的量分數為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.H2S B.CO2 C.COS D.N2 答案　(1)D (2)H2O(l) H2(g)+12O2(g)　ΔH=286 kJmol-1　H2S(g) H2(g)+S(s)　ΔH=20 kJmol-1　系統(tǒng)(Ⅱ) (3)①2.5　2.810-3 ②>　> ③B C組　教師專用題組 10.(2014課標Ⅰ,28,15分)乙醇是重要的有機化工原料,可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產。回答下列問題: (1)間接水合法是指先將乙烯與濃硫酸反應生成硫酸氫乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙醇。寫出相應反應的化學方程式:　 。 (2)已知: 甲醇脫水反應　2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH1=-23.9 kJmol-1 甲醇制烯烴反應　2CH3OH(g) C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2=-29.1 kJmol-1 乙醇異構化反應　C2H5OH(g) CH3OCH3(g) ΔH3=+50.7 kJmol-1 則乙烯氣相直接水合反應C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)的ΔH=　　　　kJmol-1。與間接水合法相比,氣相直接水合法的優(yōu)點是　　　　　　　　。 (3)下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉化率與溫度、壓強的關系(其中nH2O∶nC2H4=1∶1)。 ①列式計算乙烯水合制乙醇反應在圖中A點的平衡常數Kp=　　　　　　　　　　　　　　　　　(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓物質的量分數)。 ②圖中壓強(p1、p2、p3、p4)的大小順序為　　　　　　,理由是　 。 ③氣相直接水合法常采用的工藝條件為:磷酸/硅藻土為催化劑,反應溫度290 ℃、壓強6.9 MPa,nH2O∶nC2H4=0.6∶1。乙烯的轉化率為5%,若要進一步提高乙烯轉化率,除了可以適當改變反應溫度和壓強外,還可以采取的措施有　　　　　　　　、　　　　　　　　。 答案　(1)C2H4+H2SO4C2H5OSO3H、 C2H5OSO3H+H2O C2H5OH+H2SO4 (2)-45.5　污染小、腐蝕性小等 (3)①p(C2H5OH)p(C2H4)p(H2O)=20%np2n-20%n80%np2n-20%n2=201808027.85 MPa=0.07(MPa)-1 ②p1c(HSO3-)=c(SO32-)>c(OH-)=c(H+) 3.(2018天津河北區(qū)一模,10,節(jié)選)(8分)丙烷在燃燒時能放出大量的熱,它是液化石油氣的主要成分,作為能源應用于人們的日常生產和生活中。已知: ①2C3H8(g)+7O2(g) 6CO(g)+8H2O(l)　 ΔH1=-2 741.8 kJ/mol ②2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)　ΔH2=-566 kJ/mol (1)反應C3H8(g)+5O2(g) 3CO2(g)+4H2O(l)的ΔH=　　　　　。 (3)依據(1)中的反應可以設計一種新型燃料電池,一極通入空氣,另一極通入丙烷氣體;燃料電池內部是熔融的摻雜著氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體,在其內部可以傳導O2-。在電池內部O2-由　　　　　極移向　　　　　極;電池的負極反應式為　　　　　　　　　　　　　　。 (4)用上述燃料電池和惰性電極電解足量Mg(NO3)2和NaCl 的混合溶液。電解開始后陰極的現象為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)-2 219.9 kJ/mol　(3)正　負　C3H8+10O2- -20e- 3CO2+4H2O　(4)有大量無色氣體產生,并且有白色沉淀產生 4.(2018天津部分區(qū)縣一模,10,節(jié)選)(2分)用化學反應原理研究氮及其化合物意義重大。請回答下列問題: (1)已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ/mol N2(g)+O2(g) 2NO(g)　ΔH=+180.5 kJ/mol 2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH=-483.6 kJ/mol 若有34 g氨氣經催化氧化全部生成一氧化氮氣體和水蒸氣,放出的熱量為　　　　　。 答案　(1)452.5 kJ 5.(2018天津紅橋二模,10,節(jié)選)(2分)SO2的含量是衡量大氣污染的一個重要指標,工業(yè)上常采用催化還原法或吸收法處理SO2。利用催化還原法處理SO2不僅可消除SO2污染,還可得到有經濟價值的單質S。 (1)在復合組分催化劑作用下,CH4可使SO2轉化為S,同時生成CO2和H2O。 已知CH4和S的燃燒熱(ΔH)分別為-890.3 kJ/mol和-297.2 kJ/mol,則CH4和SO2反應的熱化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)CH4(g)+2SO2(g) CO2(g)+2S(s)+2H2O(l) ΔH=-295.9 kJ/mol 6.(2018天津和平一模,10)(14分)汽車尾氣中排放的NOx和CO污染環(huán)境,在汽車尾氣系統(tǒng)中裝催化轉化器,可有效減少NOx和CO的排放。 已知:①2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)　ΔH=-a kJ/mol ②N2(g)+O2(g) 2NO(g)　ΔH=+b kJ/mol ③2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)　ΔH=-c kJ/mol 回答下列問題: (1)CO的燃燒熱ΔH=　　　　　。 (2)CO將NO2還原為單質的熱化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)為了模擬反應2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)在催化轉化器內的工作情況,控制一定條件,讓反應在恒容密閉容器中進行,用傳感器測得不同時間NO和CO的濃度如下表: 時間/s 0 1 2 3 4 5 c(NO)/(10-4 mol/L) 10.00 4.50 2.50 1.50 1.00 1.00 c(CO)/(10-3 mol/L) 3.60 3.05 2.85 2.75 2.70 2.70 ①前2 s內的平均反應速率v(N2)=　　　　　　　　,此溫度下,該反應的平衡常數K=　　　　　。 ②能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是　　　　　。 A.2n(CO2)=n(N2) B.混合氣體的平均相對分子質量不變 C.氣體密度不變 D.容器內氣體壓強不變 ③當NO與CO濃度相等時,體系中NO的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示。 則NO的平衡轉化率隨溫度升高而減小的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　,圖中壓強(p1、p2、p3)的大小順序為　　　　　　　,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)-a2 kJ/mol　(2)2NO2(g)+4CO(g) N2(g)+4CO2(g)　ΔH=-(2a+b-c)kJ/mol　(3)①1.87510-4 mol/(Lmin)　5 000?、贐D?、墼摲磻恼磻艧?升高溫度,平衡逆向移動,NO的平衡轉化率減小　p1>p2>p3　正反應為氣體體積減小的反應,增大壓強平衡正向移動,NO的平衡轉化率增大 7.(2018天津一中月考,10,節(jié)選)(10分)煤氣中主要的含硫雜質有H2S以及COS(有機硫),煤氣燃燒后含硫雜質會轉化成SO2從而引起大氣污染,因此煤氣中含硫雜質的脫除程度已成為煤氣潔凈度的一個重要指標。請回答下列問題: (1)脫除煤氣中COS的方法有Br2的KOH溶液氧化法、H2還原法、水解法等。 ①COS的分子結構與CO2相似,COS的結構式為　　　　　　　。 ②Br2的KOH溶液將COS氧化為硫酸鹽的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③已知:H2、COS、H2S、CO的燃燒熱ΔH依次為-285 kJ/mol、-299 kJ/mol、-586 kJ/mol、-283 kJ/mol;H2還原COS發(fā)生的反應為H2(g)+COS(g) H2S(g)+CO(g),該反應的ΔH=　　　　　kJ/mol。 恒溫恒容條件下,密閉容器中將氣體按n(H2)∶n(COS)=2∶1混合發(fā)生上述反應,下列事實能說明反應達到平衡狀態(tài)的是　　　　　(填字母)。 a.混合氣體的平均相對分子質量不再改變 b.n(H2)與n(COS)的比值不變 c.CO的體積分數不變 d.形成2 mol H—S鍵的同時形成1 mol H—H鍵 ④用活性α-Al2O3催化COS水解的反應為COS(g)+H2O(g) CO2(g)+H2S(g)　ΔH<0,相同流量且在催化劑表面停留相同時間時,不同溫度下COS的轉化率(未達到平衡)如圖所示: 由圖可知,催化劑活性最大時對應的溫度約為　　　　,COS的轉化率在后期下降的原因是　　　　　　　　　　　。 答案　(1)①OCS?、贑OS+4Br2+12OH- CO32-+SO42-+8Br-+6H2O?、?85　bcd?、?46 ℃(填145~149 ℃均可)　催化劑中毒,發(fā)生副反應 8.(2019屆天津實驗中學月考,9)(14分)工業(yè)上通常采取CO(g) 和H2(g)合成CH3OH(g)。 (1)已知某溫度和壓強下: ①2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)　ΔH=-566 kJmol-1 ②2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH=-483.6 kJmol-1 ③2CH3OH(g)+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(g)　ΔH=-1 275.6 kJmol-1 則在相同溫度和壓強下,CO(g)與H2(g)合成CH3OH(g)的熱化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　。若反應生成6.4 g甲醇,則轉移電子的物質的量為　　　　　　　。 (2)可利用甲醇燃燒反應設計一個燃料電池。如圖1,用Pt作電極材料,用氫氧化鉀溶液作電解質溶液,在兩個電極上分別充入甲醇和氧氣。 ①寫出燃料電池負極的電極反應式:　　　　　　　　　　　　　　。 ②若利用該燃料電池提供電源,與圖1右邊燒杯相連,在鐵件表面鍍銅,則鐵件應是　　　　極(填“A”或“B”);當鐵件的質量增重6.4 g時,燃料電池中消耗標準狀況下氧氣的體積為　　　　L。 (3)電解法可消除甲醇對水質造成的污染,原理是:通電將Co2+氧化成Co3+,然后將甲醇氧化成CO2和H+(用石墨烯除去Co2+)?，F用圖2所示裝置模擬上述過程,則Co2+在陽極的電極反應式為　　　　　　　　　。除去甲醇的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH=-128.8 kJmol-1　0.8 mol　(2)①CH3OH-6e-+8OH- CO32-+6H2O?、贐　1.12　(3)Co2+-e- Co3+　6Co3++CH3OH+H2O CO2↑+6Co2++6H+