2023二輪復(fù)習(xí)專項練習(xí)（化學(xué)）專題突破練八　化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)(B)

專題突破練八化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)(B)一、選擇題1.(2021河南平頂山模擬)HI分解反應(yīng)的能量變化如圖所示,下列說法錯誤的是()A.HI(g)分解為H2(g)和I2(g)的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B.斷裂和形成的共價鍵類型相同C.催化劑能降低反應(yīng)的活化能D.催化劑不改變反應(yīng)的焓變和平衡常數(shù)2.(2021福建寧德模擬)我國科學(xué)家使用雙功能催化劑(能吸附不同粒子)催化水煤氣變換反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0,在低溫下獲得較高反應(yīng)速率,反應(yīng)過程如圖所示,下列說法錯誤的是()A.雙功能催化劑參與反應(yīng),在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變B.圖中過程Ⅰ、過程Ⅱ共斷裂了2個O—HC.在該反應(yīng)過程中,總共消耗了2個H2O分子D.原料氣需要凈化以防止催化劑中毒3.(雙選)(2021山東青島模擬)CO和N2O是環(huán)境污染性氣體,可在Pt2O+表面轉(zhuǎn)化為無害氣體,其反應(yīng)原理為N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)ΔH,有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)變化過程及能量變化過程如圖所示。下列說法不正確的是()A.ΔH=(x-y)kJ·mol-1B.ΔH=ΔH1-ΔH2C.該反應(yīng)若使用更高效的催化劑,ΔH的值會減小D.N2和CO2分子中的原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)4.(2021湖南長沙雅禮中學(xué)月考)我國科學(xué)家已成功將CO2催化氫化獲得甲酸,利用化合物1催化CO2氫化的反應(yīng)過程如圖甲所示,其中化合物2與H2O反應(yīng)變成化合物3與HCOO-的反應(yīng)過程如圖乙所示,其中TS表示過渡態(tài),Ⅰ表示中間體,下列說法正確的是()甲乙A.該過程中最大能壘(活化能)E正=16.87kJ·mol-1B.化合物1到化合物2的過程中存在碳氧鍵的斷裂和碳?xì)滏I的形成C.升高溫度可促進(jìn)化合物2與H2O反應(yīng)生成化合物3與HCOO-的程度D.使用更高效的催化劑可降低反應(yīng)所需的活化能,最終提高CO2的轉(zhuǎn)化率二、非選擇題5.(2021山西呂梁模擬)為了合理利用化學(xué)能,確保安全生產(chǎn),化工設(shè)計需要充分考慮化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱,并采取相應(yīng)措施?；瘜W(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱通常用實驗進(jìn)行測定,也可進(jìn)行理論推算。(1)實驗測得,5g液態(tài)甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時釋放出113.5kJ的熱量,試寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式:

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(2)今有如下兩個熱化學(xué)方程式:則a(選填“>”“<”或“=”)b。

H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH1=akJ·mol-1H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH2=bkJ·mol-1(3)由氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量叫鍵能。從化學(xué)鍵的角度分析,化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵的斷裂和生成物的化學(xué)鍵的形成過程?；瘜W(xué)鍵H—HN—HN≡N鍵能/(kJ·mol-1)436391945已知反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=akJ·mol-1。試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)計算a的值:。

(4)依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱進(jìn)行推算。已知:C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-12H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH2=-571.6kJ·mol-12C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=-2599kJ·mol-1根據(jù)蓋斯定律,計算298K時由C(s)和H2(g)生成1molC2H2(g)反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=。

6.氮的化合物在生產(chǎn)、生活中有著重要作用。如何增加氨的產(chǎn)量,減少機動車尾氣中NOx和CO的排放是科學(xué)家一直關(guān)注研究的課題。(1)工業(yè)合成氨:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=akJ·mol-1的反應(yīng)過程和能量變化如圖所示,標(biāo)注“*”表示在催化劑表面吸附的物質(zhì)。①a=;用化學(xué)方程式表示出對總反應(yīng)速率影響較大的步驟:。

②控制壓強為p0、溫度在700K,將N2(g)和H2(g)按照體積比1∶3充入密閉容器合成NH3(g)。反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時體系中NH3的體積分?jǐn)?shù)為60%,則化學(xué)平衡常數(shù)Kp=(用平衡分壓代替平衡濃度計算,氣體分壓=氣體總壓×氣體體積分?jǐn)?shù))。

(2)汽車排氣管裝有三元催化劑裝置,在催化劑表面通過發(fā)生吸附、解吸消除CO、NO等污染物。反應(yīng)機理如下[Pt(s)表示催化劑,右上角帶“*”表示吸附狀態(tài)]:Ⅰ.NO+Pt(s)NO*Ⅱ.CO+Pt(s)CO*Ⅲ.NO*N*+O*Ⅳ.CO*+O*CO2+Pt(s)Ⅴ.N*+N*N2+Pt(s)Ⅵ.NO*+N*N2O+Pt(s)經(jīng)測定汽車尾氣中反應(yīng)物濃度及生成物濃度隨溫度T變化關(guān)系如圖1和圖2所示。圖1圖2①圖1中溫度從Ta升至Tb的過程中,反應(yīng)物濃度急劇減小的主要原因是

。

②圖2中溫度為T2時反應(yīng)Ⅴ的活化能(填“<”“>”或“=”)反應(yīng)Ⅵ的活化能;溫度為T3時發(fā)生的主要反應(yīng)為(填“Ⅳ”“Ⅴ”或“Ⅵ”)。

③模擬汽車的“催化轉(zhuǎn)化器”,將2molNO(g)和2molCO(g)充入1L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),測得CO的平衡轉(zhuǎn)化率α隨溫度T變化的曲線如圖所示。圖像中A點逆反應(yīng)速率(填“>”“=”或“<”)C點正反應(yīng)速率;實驗測得:v正=k正·c2(NO)·c2(CO),v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2),k正、k逆分別是正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。則T1時A點處對應(yīng)的v正∶v逆=。

參考答案專題突破練八化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)(B)1.B解析由圖可知,生成物的總能量比反應(yīng)物的總能量高,所以HI(g)分解為H2(g)和I2(g)的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),A正確;HI發(fā)生分解時,斷裂的是H—I極性共價鍵,形成的是H—H、I—I非極性共價鍵,共價鍵類型不相同,B錯誤;催化劑能改變反應(yīng)的途徑,使活化分子的能量降低,從而降低反應(yīng)的活化能,C正確;催化劑能改變反應(yīng)的活化能,但不改變反應(yīng)物和生成物的總能量,也不改變反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率,所以不改變反應(yīng)的焓變和平衡常數(shù),D正確。2.C解析催化劑參與化學(xué)反應(yīng),在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變,A正確;根據(jù)圖示,圖中過程Ⅰ、過程Ⅱ共斷裂了2個O—H,B正確;根據(jù)圖示,在該反應(yīng)過程中,總共消耗了1個H2O分子,C錯誤;某些雜質(zhì)可能使催化劑失去活性,所以原料氣需要凈化以防止催化劑中毒,D正確。3.BC解析焓變等于生成物總能量減去反應(yīng)物總能量,所以N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)ΔH=(x-y)kJ·mol-1,A正確;根據(jù)蓋斯定律,N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)ΔH=ΔH1+ΔH2,B錯誤;催化劑只能降低反應(yīng)活化能,使用更高效的催化劑,ΔH的值不變,C錯誤;N2分子中存在氮氮三鍵,CO2分子中存在碳氧雙鍵,原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),D正確。4.B解析根據(jù)圖示,該過程中最大能壘(活化能)E正=16.87kJ·mol-1-(-1.99kJ·mol-1)=18.86kJ·mol-1,A錯誤;化合物1和二氧化碳反應(yīng)生成化合物2的過程中存在碳氧鍵的斷裂和碳?xì)滏I的形成,B正確;化合物2與H2O反應(yīng)生成化合物3與HCOO-的反應(yīng)放熱,升高溫度,平衡逆向移動,降低化合物2與H2O反應(yīng)生成化合物3與HCOO-的轉(zhuǎn)化率,C錯誤;使用更高效的催化劑可降低反應(yīng)所需的活化能,加快反應(yīng)速率,催化劑不能使平衡移動,所以CO2的轉(zhuǎn)化率不變,D錯誤。5.答案(1)2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-1452.8kJ·mol-1(2)>(3)-93(4)+226.7kJ·mol-1解析(1)5g液態(tài)甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時釋放出113.5kJ的熱量,則1mol甲醇(即32g甲醇)充分燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時釋放出113.5kJ×32g5g=726.4kJ的熱量,2mol甲醇充分燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時釋放出726.4kJ×2=1452.8kJ的熱量,所以甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式為ΔH=-1452.8kJ·mol-1。(2)氣態(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)水要放出熱量,由于放熱反應(yīng)的反應(yīng)熱為負(fù)值,則a>b。(3)ΔH=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=945kJ·mol-1+436kJ·mol-1×3-391kJ·mol-1×6=-93kJ·mol-1=akJ·mol-1,因此a=-93。(4)已知:①C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-1,②2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH2=-571.6kJ·mol-1,③2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=-2599kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律,[①×4+②-③]÷2得到反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2C(s)+H2(g)C2H2(g)ΔH=[-393.5kJ·mol-1×4-571.6kJ·mol-1-(-2599kJ·mol-1)]÷2=+226.7kJ·mol-1。6.答案(1)①-922N*+6H*2NH3*(或N*+3H*NH3②400(2)①溫度升高,催化劑活性增強,反應(yīng)速率增大,所以反應(yīng)物濃度快速減小②>Ⅳ③<40.5解析(1)①由圖可知,合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=-(500-308-100)kJ·mol-1=-92kJ·mol-1,則a=-92;反應(yīng)的活化能越大,反應(yīng)速率越慢,總反應(yīng)速率取決于最慢的一步,由圖可知,2N*、6H*轉(zhuǎn)為2NH3*時,反應(yīng)的活化能最大,反應(yīng)速率最慢,則對總反應(yīng)速率影響較大的步驟的方程式為2N*+6H*2NH3*(或N*+3H*NH②由化學(xué)方程式可知,氮氣和氫氣按照體積比1∶3充入密閉容器合成氨氣時,容器中氮氣和氫氣的體積比恒定為1∶3,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時體系中氨氣的體積分?jǐn)?shù)為60%,則氮氣的體積分?jǐn)?shù)為(1-60%)×14=10%,氫氣的體積分?jǐn)?shù)為(1-60%)×34=30%,化學(xué)平衡常數(shù)Kp=(2)①由圖1可知,溫度升高,反應(yīng)物的消耗量增大,說明催化劑的活性增強,反應(yīng)速率增大,則溫度從Ta升至Tb的過程中,反應(yīng)物濃度急劇減小的主要原因是:溫度升高后催化劑活性增強,反應(yīng)速率增大,所以反應(yīng)物濃度快速減小。②反應(yīng)的活化能越小,反應(yīng)速率越大,反應(yīng)物的消耗量越大,其濃度越小,產(chǎn)物的濃度越大。由圖2可知,溫度為T2時,氮氣的濃度小于一氧化二氮的濃度,說明反應(yīng)Ⅴ的反應(yīng)速率小于反應(yīng)Ⅵ,反應(yīng)Ⅴ的活化能大于反應(yīng)Ⅵ;溫度為T3時,生成物二氧化碳的濃度最大,說明發(fā)生的主要反應(yīng)為反應(yīng)Ⅳ。③T1時B點一氧化碳轉(zhuǎn)化率為50%,由化學(xué)方程式可知,一氧化碳和一氧化氮的濃度均為(