高考化學(xué)一輪作業(yè)第17講化學(xué)能與熱能

第17講化學(xué)能與熱能A組基礎(chǔ)題組1.(2017北京朝陽期中,8)聯(lián)氨(N2H4)是一種應(yīng)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=546.45kJ/mol②H2O(g)H2O(l)ΔH=44.0kJ/mol則2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g)的ΔH是()A.916.9kJ/mol B.458.45kJ/molC.+916.9kJ/mol D.+458.45kJ/mol2.(2017北京西城期末,6)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=akJ·mol1,反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示。下列說法中,不正確的是()A.a<0B.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(zhuǎn)化率D.反應(yīng)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(yīng)的是()A.氧化鈣與水反應(yīng)B.鐵絲在氧氣中燃燒C.NaOH溶液與鹽酸反應(yīng)D.Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體反應(yīng)4.(2017北京海淀期中,8)已知:2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)ΔH=98kJ·mol1。在含少量I的溶液中,H2O2的分解過程為:ⅰ.H2O2(l)+I(aq)H2O(l)+IO(aq)ΔH1ⅱ.H2O2(l)+IO(aq)H2O(l)+O2(g)+I(aq)ΔH2下列說法不正確的是()A.ΔH1+ΔH2=ΔHB.I是H2O2分解反應(yīng)的催化劑C.欲分解2molH2O2(l),至少需要提供98kJ的熱量D.若生成1molO2,則反應(yīng)ⅱ轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol5.(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(zhuǎn)化為CO2和S。已知:①2CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH=566.0kJ/mol②S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH=296.0kJ/mol下列說法中正確的是()A.轉(zhuǎn)化①有利于碳參與自然界的元素循環(huán)B.轉(zhuǎn)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SO2D.轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)方程式是:2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g)ΔH=+270kJ/mol6.(2017北京豐臺(tái)期末,8)工業(yè)上可以利用水煤氣(H2、CO)合成二甲醚(CH3OCH3),同時(shí)生成CO2。2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)ΔH=91.8kJ/mol2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=23.5kJ/molCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=41.3kJ/mol下列說法不正確的是()A.二甲醚與乙醇互為同分異構(gòu)體B.CH3OCH3中只含有極性共價(jià)鍵C.CH3OH和乙醇均可發(fā)生消去反應(yīng)D.水煤氣合成二甲醚的熱化學(xué)方程式為3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)ΔH=248.4kJ/mol7.(2017北京朝陽二模,11)NH3催化還原NO是重要的煙氣脫硝技術(shù),其反應(yīng)過程與能量關(guān)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(yīng)過程如右下圖。下列說法正確的是()A.NH3催化還原NO為吸熱反應(yīng)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(yīng)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(yīng)的能量變化示意圖如下:下列說法正確的是()A.點(diǎn)燃條件和光照條件下,反應(yīng)的ΔH不同B.反應(yīng)的ΔH約為[2c(a+b)]kJ/molC.“假想的中間物質(zhì)”的總能量低于起始態(tài)H2和Cl2的總能量D.反應(yīng)涉及的物質(zhì)中,既有含極性鍵的物質(zhì),也有含非極性鍵的物質(zhì)B組提升題組9.(2015北京理綜,9)最新報(bào)道:科學(xué)家首次用X射線激光技術(shù)觀察到CO與O在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過程。反應(yīng)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(yīng)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(jià)鍵的CO2D.狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應(yīng)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(zhuǎn)化為合成氨的原料。H2、CO、CO2、N2、H2O(g)H2、N2、CO2H2、N2(1)步驟Ⅰ,CO變換反應(yīng)的能量變化如下圖所示:①CO變換反應(yīng)的熱化學(xué)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(yīng)。測(cè)得不同溫度(T1、T2)下氫氣的體積分?jǐn)?shù)φ(H2)與時(shí)間的關(guān)系如下圖所示。ⅰ.T1、T2的大小關(guān)系及判斷理由是

。

ⅱ.請(qǐng)?jiān)谏蠄D中畫出其他條件相同時(shí),起始充入0.5aL半水煤氣,T2溫度下氫氣的體積分?jǐn)?shù)φ(H2)隨時(shí)間的變化曲線。(2)步驟Ⅱ,用飽和Na2CO3溶液作吸收劑脫除CO2時(shí),初期無明顯現(xiàn)象,后期有固體析出。①溶液中離子濃度關(guān)系正確的是(選填字母)。

a.吸收前:c(Na+)>c(CO32-)>c(OHb.吸收初期:2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2c.吸收全進(jìn)程:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HC②后期析出固體的成分及析出固體的原因是

。

③當(dāng)吸收劑失效時(shí),請(qǐng)寫出一種可使其再生的方法(用化學(xué)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(hào))。

a.Feb.FeOc.Fe3O4d.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(gè)過程與溫度密切相關(guān),當(dāng)溫度低于570℃時(shí),Fe3O4(s)和CO(g)反應(yīng)得到的產(chǎn)物是Fe(s)和CO2(g),阻礙循環(huán)反應(yīng)的進(jìn)行。①已知:Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)ΔH1=+19.3kJ·mol13FeO(s)+H2O(g)Fe3O4(s)+H2(g)ΔH2=57.2kJ·mol1C(s)+CO2(g)2CO(g)ΔH3=+172.4kJ·mol1鐵的氧化物循環(huán)裂解水制氫氣的總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是。

②下圖表示其他條件一定時(shí),Fe3O4(s)和CO(g)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)CO(g)的體積百分含量隨溫度的變化關(guān)系。ⅰ.反應(yīng)Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g)的ΔH0(填“>”“<”或“=”),理由是。

ⅱ.隨溫度升高,反應(yīng)Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)的平衡常數(shù)的變化趨勢(shì)是;1040℃時(shí),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)值是。

(3)①古老而神奇的藍(lán)色染料普魯士藍(lán)的合成方法如下:復(fù)分解反應(yīng)ⅱ的離子方程式是。

②如今基于普魯士藍(lán)合成原理可檢測(cè)食品中的CN,方案如下:若試紙變藍(lán),則證明食品中含有CN,請(qǐng)解釋檢測(cè)時(shí)試紙中FeSO4的作用:

。

答案精解精析A組基礎(chǔ)題組1.A根據(jù)蓋斯定律,由2×①4×②可得目標(biāo)方程式,則ΔH=(546.45kJ/mol)×2+44.0kJ/mol×4=916.9kJ/mol。2.CA項(xiàng),根據(jù)圖像知,該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,屬于放熱反應(yīng),則a<0;B項(xiàng),加入催化劑,能夠降低反應(yīng)的活化能,因此過程Ⅱ可能使用了催化劑;C項(xiàng),使用催化劑,平衡不移動(dòng),不能提高SO2的平衡轉(zhuǎn)化率;D項(xiàng),該反應(yīng)為放熱反應(yīng),則反應(yīng)物斷鍵吸收能量之和小于生成物成鍵釋放能量之和。3.DA項(xiàng),氧化鈣與水反應(yīng)是放熱反應(yīng);B項(xiàng),鐵絲在氧氣中燃燒是放熱反應(yīng);C項(xiàng),氫氧化鈉與鹽酸發(fā)生中和反應(yīng),屬于放熱反應(yīng);D項(xiàng),Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。4.CA項(xiàng),由蓋斯定律知,ΔH1+ΔH2=ΔH;B項(xiàng),I是H2O2分解反應(yīng)的催化劑;C項(xiàng),分解2molH2O2(l)放出98kJ熱量;D項(xiàng),生成1molO2,反應(yīng)ⅱ轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol。5.AB項(xiàng),核素是指具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子,轉(zhuǎn)化②中S和O2屬于單質(zhì),不是核素;C項(xiàng),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(xiàng),利用蓋斯定律,由反應(yīng)①反應(yīng)②可得,2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g)ΔH=270kJ/mol。6.CA項(xiàng),二甲醚與乙醇的分子式相同,但結(jié)構(gòu)不相同,互為同分異構(gòu)體;B項(xiàng),CH3OCH3中只含有C—H、C—O極性共價(jià)鍵;C項(xiàng),CH3OH不能發(fā)生消去反應(yīng);D項(xiàng),將已知熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①、②、③,根據(jù)蓋斯定律,由①×2+②+③得:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)ΔH=248.4kJ/mol。7.DA項(xiàng),由左圖可知,反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,故NH3催化還原NO的反應(yīng)為放熱反應(yīng);B項(xiàng),過程Ⅰ中NH3斷裂的是N—H極性鍵;C項(xiàng),過程Ⅱ中鐵元素的化合價(jià)沒有變,Fe2+不是還原劑;D項(xiàng),分析反應(yīng)的過程,可以得出總反應(yīng)為:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)。8.DA項(xiàng),ΔH與反應(yīng)條件無關(guān),故點(diǎn)燃條件和光照條件下,反應(yīng)的ΔH相同;B項(xiàng),依據(jù)反應(yīng)熱的計(jì)算方法知,該反應(yīng)的ΔH約為(a+b2c)kJ/mol;C項(xiàng),由于舊鍵斷裂吸熱,新鍵形成放熱,所以“假想的中間物質(zhì)”的總能量高于起始狀態(tài)H2和Cl2的總能量;D項(xiàng),反應(yīng)涉及的物質(zhì)中,H2和Cl2都含有非極性共價(jià)鍵,HCl含有極性共價(jià)鍵。B組提升題組9.CA項(xiàng),CO和O生成CO2是放熱反應(yīng);B項(xiàng),觀察反應(yīng)過程的示意圖知,該過程中,CO中的化學(xué)鍵沒有斷裂形成C和O;C項(xiàng),CO和O生成的CO2分子中含有極性共價(jià)鍵;D項(xiàng),狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O反應(yīng)的過程。10.答案(1)①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=36kJ·mol1②ⅰ.T2>T1;相同條件下,溫度越高反應(yīng)速率越快,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的時(shí)間越短ⅱ.如圖中虛線:(2)①ac②碳酸氫鈉;碳酸氫鈉的溶解度比碳酸鈉的小,依據(jù)反應(yīng)Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3可知,水的質(zhì)量減小,溶質(zhì)質(zhì)量增大③2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O解析(1)①根據(jù)能量變化示意圖可知,熱化學(xué)方程式為CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=36kJ·mol1;②ⅰ.相同條件下,溫度越高,反應(yīng)速率越快,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的時(shí)間越短,故溫度:T2>T1;ⅱ.其他條件相同,T2溫度下起始充入0.5aL半水煤氣,最終平衡與起始充入aL半水煤氣時(shí)等效,平衡時(shí)φ(H2)不變,但因濃度降低,所以反應(yīng)速率下降,達(dá)到平衡的時(shí)間延長(zhǎng);(2)①a項(xiàng),吸收前,溶質(zhì)為Na2CO3,c(Na+)最大,其次為c(CO32-),由H2OH++OH和CO32-+H2OHCO3-+OH可知,c(OH)比c(HCO3-)略大,故c(Na+)>c(CO32-)>c(OH)>c(HCO3②相同溫度下,NaHCO3溶解度小于Na2CO3,飽和Na2CO3溶液吸收CO2后,水的質(zhì)量減小,溶質(zhì)質(zhì)量增大,故會(huì)有NaHCO3固體析出;③吸收劑失效后轉(zhuǎn)化為NaHCO3,NaHCO3受熱易分解,故通過加熱可實(shí)現(xiàn)吸收劑再生,即2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。11.答案(1)c(2)①C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)ΔH=+134.5kJ·mol1②ⅰ.<當(dāng)其他條件一定時(shí),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(dòng),故ΔH<0ⅱ.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(jié)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(yīng)生成普魯士藍(lán)使試紙顯藍(lán)色解析