高考化學(xué)必考題型早知道【專題5】化學(xué)能與熱能含答案解析

1、精品文檔精品文檔 精品文檔精品文檔專題五化學(xué)能與熱能 12012江蘇化學(xué)，4某反應(yīng)的反應(yīng)過程中能量變化如圖所示(圖中e1表示正反應(yīng)的活化能，e2表示逆反應(yīng)的活化能)。下列有關(guān)敘述正確的是()a該反應(yīng)為放熱反應(yīng)b催化劑能改變?cè)摲磻?yīng)的焓變c催化劑能降低該反應(yīng)的活化能d逆反應(yīng)的活化能大于正反應(yīng)的活化能2. 2012大綱全國(guó)理綜，9反應(yīng)abc(h0)，xc(h0)。下列示意圖中，能正確表示總反應(yīng)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(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示。已知斷裂1 mol化學(xué)鍵所需的能量(kj)：nn為942、oo為500、nn為154，則斷裂1

2、 mol nh鍵所需的能量(kj)是()a194 b. 391 c. 516 d. 6584. 2012北京理綜，26用cl2生產(chǎn)某些含氯有機(jī)物時(shí)會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物hcl。利用反應(yīng)a，可實(shí)現(xiàn)氯的循環(huán)利用。反應(yīng)a：4hclo22cl22h2o(1)已知：.反應(yīng)a中，4 mol hcl被氧化，放出115.6 kj的熱量。.h2o的電子式是_。反應(yīng)a的熱化學(xué)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(qiáng)”或“弱”) _。(2)對(duì)于反應(yīng)a，下圖是在4種投料比n(hcl)n(o2)，分別為11、21、41、61下，反應(yīng)溫度對(duì)hcl平

3、衡轉(zhuǎn)化率影響的曲線。曲線b對(duì)應(yīng)的投料比是_。當(dāng)曲線b、c、d對(duì)應(yīng)的投料比達(dá)到相同的hcl平衡轉(zhuǎn)化率時(shí)，對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度與投料比的關(guān)系是_。投料比為21、溫度為400 時(shí)，平衡混合氣中cl2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是_。52012課標(biāo)全國(guó)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(shí)驗(yàn)室中常用來制備氯氣的化學(xué)方程式為_ _。(2)工業(yè)上利用天然氣(主要成分為ch4)與co2進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)

4、狀況)co所需熱量為_；(3)實(shí)驗(yàn)室中可用氯仿(chcl3)與雙氧水直接反應(yīng)制備光氣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_；(4)cocl2的分解反應(yīng)為cocl2(g)=cl2(g)co(g)h108 kjmol1。反應(yīng)體系達(dá)到平衡后，各物質(zhì)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(jì)算反應(yīng)在第8 min時(shí)的平衡常數(shù)k_；比較第2 min反應(yīng)溫度t(2)與第8 min反應(yīng)溫度t(8)的高低：t(2)_t(8)(填“”或“”)；若12 min時(shí)反應(yīng)于溫度t(8)下重新達(dá)到平衡，則此時(shí)c(cocl2)_moll1；比較產(chǎn)物co在23 min、56 mi

5、n和1213 min時(shí)平均反應(yīng)速率平均反應(yīng)速率分別以v(23)、v(56)、v(1213)表示的大小_；比較反應(yīng)物cocl2在56 min和1516 min時(shí)平均反應(yīng)速率的大?。簐(56)_v(1516)(填“”或“”)，原因是_ _。62012江蘇化學(xué)，20鋁是地殼中含量最高的金屬元素，其單質(zhì)及合金在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用日趨廣泛。(1)真空碳熱還原氯化法可實(shí)現(xiàn)由鋁土礦制備金屬鋁，其相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)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(yīng)al2o3(s)3c(s)=

6、2al(l)3co(g)的h_kjmol1(用含a、b的代數(shù)式表示)。al4c3是反應(yīng)過程中的中間產(chǎn)物。al4c3與鹽酸反應(yīng)(產(chǎn)物之一是含氫量最高的烴)的化學(xué)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(hù)下，將一定化學(xué)計(jì)量比的mg、al單質(zhì)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(yīng)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(shí)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

7、完全吸氫后得到的混合物y與上述鹽酸完全反應(yīng)，釋放出h2的物質(zhì)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(yīng)后殘留固體物質(zhì)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(zhì)是否存在，不同晶態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)衍射峰的衍射角不同)。在上述naoh溶液中，混合物y中產(chǎn)生氫氣的主要物質(zhì)是_(填化學(xué)式)。(3)鋁電池性能優(yōu)越，alag2o電池可用作水下動(dòng)力電源，其原理如圖所示。該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。7. 2012浙江理綜，27甲烷自熱重整是先進(jìn)的制氫方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反應(yīng)系統(tǒng)同時(shí)通入甲烷、氧氣和水蒸氣，發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)有

8、：化學(xué)方程式焓變h/kjmol1活化能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(yīng)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(yīng)速率_甲烷氧化的反應(yīng)速率(填“大于”“小于”或“等于”)。(3)對(duì)于氣相反應(yīng)，用某組分(b)的平衡壓強(qiáng)(pb)代

9、替物質(zhì)的量濃度(cb)也可表示平衡常數(shù)(記作kp)，則反應(yīng)ch4(g)h2o(g)co(g)3h2(g)的kp_；隨著溫度的升高，該平衡常數(shù)_(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(jìn)之處在于_。(5)在某一給定進(jìn)料比的情況下，溫度、壓強(qiáng)對(duì)h2和co物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的影響如下圖：若要達(dá)到h2物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)65%、co物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)e2，d錯(cuò)誤。2. d abx h0，x具有的能量大于a、b能量總和，a、c錯(cuò)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(cuò)誤。3. b 由題中的圖像可以看出斷裂1 mol n2h4(g)和1

10、 mol o2(g)中的化學(xué)鍵所要吸收的能量為：2752 kj534 kj2218 kj設(shè)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(qiáng)(2)41投料比越高，對(duì)應(yīng)的反應(yīng)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(yīng)物鍵能之和)可得，e(ho)e(hcl)115.6(4982243)/4 kj/mol31.9 kj/m

11、ol，鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定、越強(qiáng)，所以水中的ho鍵比氯化氫中hcl鍵強(qiáng)。(2)在其他條件不變時(shí)，o2的量越大，hcl的轉(zhuǎn)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(dāng)hcl的轉(zhuǎn)化率相同時(shí)，溫度由低到高對(duì)應(yīng)的投料比為41、21、11，由此可確定溫度與投料比的關(guān)系是：投料比越高達(dá)到相同轉(zhuǎn)化率所需的溫度越低；由圖可讀出投料比為21、溫度為400時(shí)，hcl的轉(zhuǎn)化率為80%，設(shè)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.

12、8 0.8所以平衡混合氣中cl2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)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(shí)，該反應(yīng)的反應(yīng)物濃度越高，反應(yīng)速率越大解析：(1)實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸與mno2混合加熱制cl2。(2)首先依據(jù)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；

13、再寫出ch4(g)co2(g)=2co(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(jià)由2升高到4，升高2價(jià)，由h2o2生成h2o化合價(jià)降低2，所以上述物質(zhì)的計(jì)量數(shù)均為1，即chcl3h2o2cocl2h2o，依據(jù)cl守恒還應(yīng)有hcl生成。(4)c(cl2)0.11 moll1、c(co)0.085 moll1、c(cocl2)0.04 moll1

14、，代入k0.234 moll1；第4 min時(shí)，cl2與co的濃度均逐漸增大；再結(jié)合此反應(yīng)正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，所以第4 min時(shí)改變的條件一定是升高溫度，故t(2)v(1516)；應(yīng)從影響化學(xué)反應(yīng)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(yīng)物為al4c3和hcl，生成物為alcl3ch

15、4，配平即可。 (2)mg、al化學(xué)性質(zhì)比較活潑，均能與o2反應(yīng)；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?dú)埩艄腆w中有mgh2、al(oh)3，無al、mg(oh)2、mg2(oh)3cl4h2o，所以al參加反應(yīng)，mgh2不參加反應(yīng)

16、。(3)負(fù)極電極反應(yīng)式為2al6e8oh=2alo4h2o正極電極反應(yīng)式為3ag2o6e3h2o=6ag6oh兩式相加即得電池反應(yīng)：2al3ag2o2oh=2alo6agh2o，改寫為化學(xué)方程式2al3ag2o2naoh=2naalo26agh2o；此題也可直接分析參加反應(yīng)的物質(zhì)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(nèi)強(qiáng)放熱的甲烷氧化反應(yīng)為強(qiáng)吸熱的蒸汽重整反應(yīng)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(yīng)(其他合理答案均可) 解析：(1)根據(jù)蓋斯定律：ch4(

17、g)h2o(g)=co(g)3h2(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(yīng)速率小于甲烷氧化的反應(yīng)速率。(3)由平衡常數(shù)的表達(dá)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(yīng)，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大。(4)系統(tǒng)內(nèi)放熱的甲烷氧化反應(yīng)為吸熱的蒸汽重整反應(yīng)提供了所需的能量。(5)本題結(jié)合兩個(gè)

18、圖像和題目要求，采用排除法即可得出正確答案為b。解決本題要明確起點(diǎn)、終點(diǎn)和變化趨勢(shì)，開始時(shí)，h2的物質(zhì)的量為0，然后隨著時(shí)間的推移，h2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)逐漸增大，查閱溫度壓強(qiáng)圖像可知h2的最終物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為70%。氧氣量過大，h2會(huì)與o2發(fā)生反應(yīng)。8答案：(1)k(2)60% 吸熱(3)2wo3h2w2o5h2ow2o5、wo2 114(4)203.9 kjmol1(5)ab解析：(1)根據(jù)可逆反應(yīng)方程式可知該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式k。(2)當(dāng)h2與h2o(g)體積比為23時(shí)，由元素守恒可計(jì)算h2的轉(zhuǎn)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(yīng)為吸