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專題驗收評價專題08化學反應與能量變化內容概覽A·常考題不丟分【考點一反應熱及其表示方法】【考點二蓋斯定律反應熱的計算】【微專題化學反應歷程圖像分析】B·綜合素養(yǎng)拿高分/拓展培優(yōu)拿高分C·挑戰(zhàn)真題爭滿分【考點一反應熱及其表示方法】1.(2023·上海崇明·統(tǒng)考一模)反應A(g)+B(g)→C(g)-Q1(Q1>0)分兩步進行:①A(g)+B(g)→X(g)+Q2(Q2>0);②X(g)→C(g)-Q3(Q3>0)。下列圖中,能正確表示總反應過程中能量變化的是A.B.C.D.【答案】A【解析】A(g)+B(g)→C(g)-Q1(Q1>0)說明A和B的總能量小于C的總能量,A(g)+B(g)→X(g)+Q2(Q2>0)說明A和B的總能量大于X的能量,X(g)→C(g)-Q3(Q3>0)說明X的能量小于C的能量,因此能量的關系為C>A+B>X,故選A。2.(2023·河南安陽·安陽一中??寄M預測)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圖:下列說法正確的是A.在該過程中,CO斷鍵形成C和OB.狀態(tài)I→狀態(tài)III表示CO與的反應過程C.CO和O生成是吸熱反應D.CO和O生成了具有極性共價鍵的【答案】D【解析】A.由圖可知不存在CO的斷鍵過程,故A錯誤;B.狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O反應的過程,而不是與氧氣反應,故B錯誤;C.由圖可知反應物總能量大于生成物總能量,反應為放熱反應,故C錯誤;D.CO與O在催化劑表面形成CO2,所以狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O反應生成了具有極性共價鍵的CO2,故D正確。綜上所述,答案為D。3.(2023屆·江西吉安·高三一模)下列熱化學方程式正確的是A.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)
ΔH=akJ·mol-1,2C(s)+O2(g)=2CO(g)
ΔH=bkJ·mol-1,則a<bB.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)室溫下不能自發(fā)進行,說明該反應的ΔH<0C.HCl和NaOH反應的中和熱ΔH=-57.3kJ·mol-1,則H2SO4和Ca(OH)2反應的中和熱ΔH=2×(-57.3)kJ·mol-1D.甲烷的燃燒熱ΔH=-890.3kJ·mol-1,則甲烷燃燒的熱化學方程式可表示為CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-890.3kJ·mol-1【答案】A【解析】A.等物質的量的C完全燃燒比不完全燃燒放出的熱量多,因為反應放熱,所以ΔH<0,因此a<b,A正確;B.當ΔH-TΔS>0時,反應不能自發(fā)進行,該反應由固體生成了氣體,所以ΔS>0,該反應室溫下不能自發(fā)進行,則?H>0,B錯誤;C.中和熱是指稀溶液中,強酸和強堿發(fā)生中和反應生成1mol液態(tài)H2O所放出的熱量;中和熱必須是生成1mol液態(tài)H2O所放出的熱量,與幾元酸、堿無關,C錯誤;D.燃燒熱是指1mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定產物時所放出的熱量,燃燒生成物應該是液態(tài)水,而熱化學方程式中是氣態(tài)H2O,D錯誤;故選A。4.(2023上·廣東廣州·高三廣州市白云中學校考期中)已知在,25℃條件下,氫氣燃燒生成液態(tài)水放出熱量,則下列熱化學方程式正確的是A.
B.
C.
D.
【答案】C【解析】A.,沒有標物質的狀態(tài),故A錯誤;B.,生成的水應該是液態(tài)水焓變值才是,故B錯誤;C.,表示正確,故C正確;D.,這個反應是放熱反應,焓變值應該是負的,故D錯誤;故選:C。5.(2023上·廣東揭陽·高三統(tǒng)考期中)已知:25℃、101kPa時,H2的燃燒熱為。則下列熱化學方程式中書寫正確的是A.
B.
C.
D.
【答案】B【解析】A.燃燒熱定義強調,燃燒物的物質的量應為1mol,而反應中H2為2mol,A不正確;B.熱化學方程式
中,燃燒物的物質的量、生成物的組成與狀態(tài)、?H都滿足燃燒熱的定義,B正確;C.熱化學方程式
中,不僅H2的物質的量不是1mol,生成物H2O的狀態(tài)也不是液態(tài),C不正確;D.熱化學方程式
中,生成物H2O的狀態(tài)不是液態(tài),D不正確;故選B?!究键c二蓋斯定律反應熱的計算】1.(2023·江蘇·統(tǒng)考二模)用草酸二甲酯()和氫氣為原料制備乙二醇的反應原理如下:
在2MPa條件下,將氫氣和草酸二甲酯體積比(氫酯比)為80:1的混合氣體以一定流速通過裝有催化劑的反應管,草酸二甲酯的轉化率、產物的選擇性與溫度的關系如圖所示。
產物的選擇性下列說法正確的是A.曲線I表示乙二醇的選擇性隨溫度的變化B.其他條件不變,增大壓強或升高溫度,草酸二甲酯的平衡轉化率均增大C.其他條件不變,在190~195℃溫度范圍,隨著溫度升高,出口處乙醇酸甲酯的量不斷減小D.其他條件不變,在190~210℃溫度范圍,隨著溫度升高,出口處甲醇和乙二醇的物質的量之比[]減小【答案】D【解析】A.當曲線乙醇酸甲酯選擇性為50%時,曲線Ⅱ對應的選擇性恰好為50%,而乙二醇的選擇性此時應為50%,故曲線Ⅱ表示乙二醇的選擇性隨溫度的變化,故A錯誤;B.兩個反應△H均小于0,即兩反應均為放熱反應,當升高溫度時,平衡向逆反應方向移動,草酸二甲酯的平衡轉化率減小,故B錯誤;C.由圖可知,在190-195攝氏度溫度范圍,隨著溫度升高,草酸二甲酯的轉化率升高,乙醇酸甲酯的選擇性幾乎不變,故出口乙醇酸甲酯的量會不斷增多,故C錯誤;D.在190-210攝氏度溫度范圍,隨著溫度升高,由圖可知,草酸二甲酯的轉化率不斷增大,乙二醇的選擇性不斷增大,出口處甲醇和乙二醇的物質的量之比減小,故D正確;故選D。2.(2023·江蘇南京·統(tǒng)考二模)為考查和共存對制氫的影響,在0.1MPa下,的混合氣體反應達到平衡時,反應物的轉化率、產物的物質的量分數(shù)隨溫度的變化分別如圖-1、圖-2所示,體系中的反應主要有:Ⅰ、
Ⅱ、
Ⅲ、
下列說法不正確的是A.反應
B.圖-1中曲線①表示轉化率隨溫度的變化C.溫度700℃時,反應Ⅰ是體系中的主要反應D.反應Ⅲ的平衡常數(shù):K(400℃)>K(700℃)【答案】D【解析】A.根據蓋斯定律可知反應CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g)可由反應I-反應Ⅱ得到,則ΔH=+260.4kJ?mol?1-(+34.0kJ?mol?1)=+226.4kJ?mol?1,A正確;B.反應I、Ⅱ、Ⅲ三個反應都由CO2參加反應,所以在幾種反應物中轉化率最高,三個反應都是吸熱反應,升高溫度CO2轉化率提高,故圖-1中曲線①表示CO2轉化率隨溫度的變化,B正確;C.反應I、Ⅱ、Ⅲ三個反應都是吸熱反應,升高溫度平衡正反應方向移動,根據圖-2可知,升高溫度COS、H2O的物質的量分數(shù)沒有增加,CO、H2的物質的量分數(shù)不斷增加,說明提高溫度后對反應Ⅱ、Ⅲ影響較小,而對反應I影響較大,故溫度700℃時,反應Ⅰ是體系中的主要反應,C正確;D.反應Ⅲ為吸熱反應,溫度升高平衡正向移動,平衡常數(shù)變大,故反應進行平衡常數(shù):K(400℃)<K(700℃),D錯誤;故答案為:D。3.(2023·山東德州·德州市第一中學校聯(lián)考模擬預測)下列說法正確的是A.
,則B.的摩爾燃燒焓為,則C.,則完全破壞等質量的和中的化學鍵,需要的能量大D.,則與足量反應放熱【答案】A【解析】A.Na2O在氧氣中加熱可以生成Na2O2,則Na生成Na2O2放熱多,焓變小,A正確;B.氫氣的摩爾燃燒熱為1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量,則熱化學方程式為,B錯誤;C.該反應為吸熱反應,則O3的能量高,O3斷鍵需要的能量小,C錯誤;D.合成氨為可逆反應,則0.5mol的N2反應放出的熱量小于46.1kJ,D錯誤;故答案為:A。4.(2023上·黑龍江齊齊哈爾·高三校聯(lián)考期末)以CO和為原料合成甲醇是工業(yè)上的成熟方法,直接以為原料生產甲醇是目前的研究熱點。我國科學家用人工合成淀粉時,第一步就是將轉化為甲醇。已知:①
②
③
下列說法正確的是A.若溫度不變,反應①中生成時,放出的熱量小于45.25kJB.對于反應②③,選用高效催化劑,可分別降低反應的焓變C.與合成甲醇的熱化學方程式為
D.以和為原料合成甲醇,同時生成,該反應放出能量【答案】C【解析】A.能量高于,反應物的總能量相同,根據能量守恒定律,若溫度不變,反應①中生成時,放出的熱量大于45.25kJ,A錯誤;B.催化劑不能改變反應的焓變,B錯誤;C.根據蓋斯定律①-②得反應④
,C正確;D.結合C項,根據蓋斯定律得
,則該反應需要吸收能量,D錯誤;故答案為:C。5.(2023下·浙江·高三校聯(lián)考)乙烯氫化的熱化學方程式為C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g)△H=akJ·mol-1,使用不同含Au催化劑的反應歷程如圖所示,下列說法正確的是A.1molC2H6(g)的能量大于1molC2H4(g)與1molH2(g)具有的能量之和B.該反應的焓變:△H=-129.6kJ·mol-1C.過渡態(tài)物質的穩(wěn)定性:過渡態(tài)1大于過渡態(tài)2D.相應的活化能:催化劑AuF小于催化劑AuPF【答案】B【解析】A.由圖可知,該反應為放熱反應,故1molC2H6(g)的能量小于1molC2H4(g)與1molH2(g)具有的能量之和,A錯誤;B.由圖可知C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g)△H=生成物能量-反應物能量=-129.6kJ/mol-0=-129.6kJ/mol,B正確;C.由圖可知,過渡態(tài)1的能量大于過渡態(tài)2的能量,能量越低越溫度,則穩(wěn)定性:過渡態(tài)1<過渡態(tài)2,C錯誤;;D.由圖可知,催化劑AuF、催化劑AuPF的活化能分別為109.34kJ·mol-1、26.3kJ·mol-1,則催化劑AuF的活化能大于催化劑AuPF,D錯誤;故選B?!疚n}化學反應歷程圖像分析】1.(2023·山東濟寧·統(tǒng)考三模)我國科學家以Bi為電極在酸性水溶液中可實現(xiàn)電催化還原,兩種途徑的反應機理如下圖所示,其中TS表示過渡態(tài)、數(shù)字表示微粒的相對總能量。
下列說法錯誤的是A.HCOOH分解生成CO和的反應為吸熱反應B.電催化還原生成HCOOH的選擇性高于生成CO的選擇性C.HCOOH是陰極產物D.途徑二的電極反應式為【答案】A【解析】A.由圖可知HCOOH的能量高于CO和的能量,所以HCOOH分解生成CO和的反應應該為放熱反應,A錯誤;B.過渡態(tài)物質的總能量與反應物總能量的差值為活化能,活化能越大反應速率越慢,由圖可知,CO2電還原的途徑一的活化能更低或途徑一的過渡態(tài)微粒的相對總能量更低,導致反應更容易進行,生成HCOOH的選擇性高于生成CO的選擇性,B正確;C.HCOOH是得電子之后的產物,所以是陰極產物,C正確;D.途徑二的產物是CO和H2O,所以電極反應式為,D正確;故選A。2.(2023·北京海淀·清華附中??既#┢囄矚庵蠧O與NO轉化的三段反應歷程及各物質的相對能量如圖所示,其中TS代表過渡態(tài),IM表示反應過程中的復雜中間產物,每段歷程的反應物相對總能量定義為0.下列說法不正確的是
A.反應①決定尾氣轉化的快慢B.反應①為吸熱反應,反應②、③為放熱反應C.由上圖可判斷過渡態(tài)的相對能量:TS1>TS3>TS2D.采用對反應③選擇性高的催化劑可以避免尾氣中出現(xiàn)【答案】D【解析】A.由圖可知,反應①的活化能最高,為298.4-42.6=255.8,反應②、③的活化能分別為108.4、226.1,活化能越高反應速率越慢,慢反應決定整個反應的速率,故反應①決定尾氣轉化的快慢,A正確;B.由圖可知,反應①為吸熱反應,反應②、③為放熱反應,B正確;C.圖中可知三個過渡態(tài)的能量分別為298.4、130.0、248.3,故過渡態(tài)的相對能量:TS1>TS3>TS2,C正確;D.采用對反應③選擇性高的催化劑不代表反應②的產物會完全消耗,無法避免尾氣中不出現(xiàn),D錯誤;故選D。3.(2023·浙江·校聯(lián)考三模)甲酸常用于橡膠、醫(yī)藥等工業(yè)。在一定條件下可分解生成CO和,在無、有催化劑條件下的能量與反應歷程的關系如圖所示,下列說法不正確的是
A.可以通過和計算HCOOH的總鍵能B.C.途徑Ⅱ中參與反應,通過改變反應途徑加快反應速率D.途徑Ⅰ未使用催化劑,但途徑Ⅱ與途徑Ⅰ甲酸平衡轉化率相同【答案】A【解析】A.由圖可知,可以通過E1和E2計算甲酸轉化為一氧化碳和水的正反應活化能,但不能計算甲酸的總鍵能,故A錯誤;B.催化劑能改變反應途徑,但不能改變反應的焓變,則甲酸轉化為一氧化碳和水的焓變△H=,故B正確;C.由圖可知,途徑Ⅱ中氫離子先做反應物,后做生成物,是改變反應途徑的催化劑,能加快反應速率,故C正確;D.催化劑能改變反應途徑,但不能改變平衡的移動方向,則途徑Ⅱ與途徑Ⅰ甲酸平衡轉化率相同,故D正確;故選A。4.(2023·山東青島·統(tǒng)考三模)亞硝酸甲酯()與自由基的反應具有重要的研究價值。時,該反應在空氣中存在“氫提取”和“加成兩種反應路徑,反應機理如圖2(表示過渡態(tài),、表示中間產物)。下列說法錯誤的是A.圖1中的兩種構象a更穩(wěn)定B.“氫提取”路徑中的總反應為放熱反應C.“加成”路徑中決速步為D.時,與自由基的反應主要產物為【答案】C【解析】A.構象指有機分子中不改變共價鍵結構,僅單鍵周圍的原子旋轉所產生的原子的空間排布、一種構象改變?yōu)榱硪环N構象時,不涉及共價鍵的斷裂和重新形成。根據分子結構理論,由于基團的相互作用的緣故,椅式構象比船式構象穩(wěn)定得多,A正確;B.由圖像可知“氫提取”路徑中反應物總能量大于生成物總能量,故其總反應為放熱反應,B正確;C.“加成”路徑總反應的幾步基元反應中活化能最大的是,故決速步為,C錯誤;D.時,該反應在空氣中存在“氫提取”和“加成兩種反應路徑,從反應歷程能量圖像中分析發(fā)現(xiàn)氫提取路徑的活化能小于OH加成路徑,且氫提取產物能量更低更穩(wěn)定,故反應主要產物為氫提取的產物,D正確;故選C。5.(2023·重慶九龍坡·重慶市育才中學??寄M預測)乙烯在酸催化下水合制乙醇的反應機理、能量與反應進程的關系如圖所示。下列說法正確的是
A.由圖可知,總反應為放熱反應,所以不需加熱就能進行B.第①步反應只斷裂非極性鍵C.增大催化劑酸的濃度,可以加快總反應速率D.中間體i比中間體ii更穩(wěn)定【答案】C【解析】A.由圖可知,反應物的總能量大于生成物的總能量,該反應為放熱反應,反應熱與反應條件無關,故A錯誤;B.由圖可知,第①步反應中有O-H鍵和C-C鍵發(fā)生斷裂,即斷裂非極性鍵,又斷裂極性鍵,故B錯誤;C.總反應速率由慢反應決定,第①步的活化能最大,反應速率最慢,因此增大催化劑酸的濃度,可以加快總反應速率,故C正確;D.第①步反應的中間體比第②步反應的中間體能量高,能量越高越不穩(wěn)定,則中間體i不如中間體ii穩(wěn)定,故D錯誤;故選:C。1.(2023·安徽合肥·統(tǒng)考一模)下圖是我國科研工作者研究MgO(s)與CH4(g)作用最終生成Mg(s)與CH3OH(g)的物質相對能量-反應進程曲線。下列敘述錯誤的是A.中間體OMgCH4(s)比MgOCH4(s)更穩(wěn)定B.該反應進程中的最大能壘(活化能)為350.6kJ·mol-1C.生成HOMgCH3(s)的過程中有極性鍵的斷裂和形成D.總反應的熱化學方程式為MgO(s)+CH4(g)=Mg(s)+CH3OH(g)ΔH=-146.1kJ·mol-1【答案】B【解析】A.由圖可知,中間體OMgCH4(s)比MgOCH4(s)能量更低,故更穩(wěn)定,A正確;B.過渡態(tài)物質的總能量與反應物總能量的差值為活化能,即圖中過渡態(tài)與反應物之間的相對落差越大則活化能越大,該反應進程中的最大能壘(活化能)為,B錯誤;C.生成HOMgCH3(s)的過程中有碳氫鍵的斷裂和氫氧鍵的生成,故有極性鍵的斷裂和形成,C正確;D.由圖可知,總反應為氧化鎂和甲烷反應生成鎂和甲醇,反應放熱,其熱化學方程式為MgO(s)+CH4(g)=Mg(s)+CH3OH(g)ΔH=-146.1kJ·mol-1,D正確;故答案選B。2.(2023·浙江·校聯(lián)考模擬預測)某反應分兩步進行,其能量變化如圖所示。下列說法正確的是A.反應①的活化能B.該反應過程中,反應速率由反應②決定C.總反應的熱化學方程式為D.增大的濃度,可以增大活化分子百分數(shù),提高化學反應速率【答案】B【解析】A.由圖可知,活化能,A錯誤;B.慢反應控制總反應速率,反應②的活化能,故反應速率由反應②決定,B正確;C.總反應的,熱化學方程式為
,C錯誤;D.增大反應物濃度,可增大活化分子的數(shù)目,但活化能不變,活化分子百分數(shù)不變,增大濃度可加快反應速率,D錯誤;故選B。3.(2023·陜西咸陽·統(tǒng)考一模)乙烯在硫酸催化下水合生成乙醇的反應機理、能量與反應進程的關系如下圖所示。下列說法正確的是A.由圖像可知總反應為放熱反應,一定不需加熱就能自發(fā)進行B.第①步反應中只有鍵發(fā)生斷裂C.總反應速率由第①步反應決定D.乙烯的能量高于乙醇的能量【答案】C【分析】由圖可知,第②③步反應:反應物的總能量均大于生成物的總能量,則第②③步反應均為放熱反應,①步反應是吸熱反應;第①步反應斷裂了碳碳鍵和水合氫離子中的氫氧鍵,形成了碳氫鍵,第②步反應形成碳氧鍵,第③步反應斷開氧氫鍵?!窘馕觥緼.從圖中可知,反應物的總能量大于生成物的總能量,所以總反應為放熱反應,但反應第①步為吸熱反應,需要加熱來吸收能量,A錯誤;B.第①步反應斷裂了碳碳鍵、碳氫鍵,B錯誤;C.反應歷程中活化能越大,反應越慢,決定總反應速率,上述反應中第①步反應的活化能最大,決定總反應速率,C正確;D.根據總反應可知,乙烯和水的總能量大于乙醇的總能量,但乙烯的能量與乙醇的能量無法比較,D錯誤;故選C。4.(2023·廣東梅州·統(tǒng)考二模)工業(yè)上以NH3和CO2為原料合成尿素,其能量轉化關系如圖所示??偡磻獮?NH3(l)+CO2(g)=H2O(l)+H2NCONH2(l)△H=-103.7kJ?mol-1。
下列有關說法正確的是A.△S1>0,△H4>0B.H2NCOONH4(l)的能量比H2NCONH2(l)的低,H2NCOONH4(l)更穩(wěn)定C.其他條件不變,增大壓強,總反應速率和平衡轉化率均增大D.過程③的反應速率慢,使用合適的催化劑可減小△H3從而加快反應速率【答案】C【解析】A.二氧化碳氣體轉化為液態(tài)二氧化碳是一個熵減的過程,A項錯誤;B.反應③為吸熱反應,說明的能量比液態(tài)水和的總能量低,無法比較和的能量高低,所以無法判斷兩者的穩(wěn)定性強弱,B項錯誤;C.壓強增大,反應速率增大,該反應為反應前后氣體體積減小的反應,其他條件不變,增大壓強,平衡向正反應方向移動,平衡轉化率增大,C項正確;D.過程③使用合適的催化劑可降低反應的活化能,但不改變反應熱的大小,D項錯誤;故選C。5.(2023·湖北·校聯(lián)考模擬預測)在過氧苯甲酰(
)作用下,溴化氫與丙烯的加成反應主要產物為1-溴丙烷,反應機理如圖所示(Ph代表苯基)。下列說法錯誤的是
A.圖中X是最簡單的芳香酸B.過程①是焓增變化C.過程③斷裂了碳碳σ鍵的同時形成了碳溴σ鍵D.生成主要產物的總反應方程式為【答案】C【解析】A.由質量守恒定律可推出過程②中X為,因為芳香酸中必含有苯環(huán)與-COOH,所以是最簡單的芳香酸,選項A正確;B.過程①只有化學鍵的斷裂,需要吸收能量,選項B正確;C.由圖知,過程③中碳碳雙鍵斷裂了一個鍵,由于π鍵鍵能較小,故斷裂的是碳碳π鍵,選項C錯誤;D.由題干信息知,反應物是丙烯、HBr,主要產物是1-溴丙烷,選項D正確;答案選C。6.(2023上·新疆伊犁·高三奎屯市第一高級中學??计谥校┫铝嘘P于熱化學方程式書寫正確的是A.已知稀溶液中H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1,則H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)△H=-114.6kJ·mol-1B.丙烷燃燒熱熱化學方程式:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g)△H=-2043.9kJ·mol-1C.2NO2=O2+2NO△H=+116.2kJ·mol-1D.H2(g)的燃燒熱為285.8kJ·mol-1,則2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H=+571.6kJ·mol-1【答案】D【解析】A.酸堿中和的同時伴隨沉淀反應,故反應熱數(shù)值錯誤,A錯誤;B.燃燒熱應生成液態(tài)水,B錯誤;C.未標注各物質的聚集狀態(tài),C錯誤;D.燃燒熱指1mol純凈物燃燒生成指定產物時所放出的熱,由于H2(g)的燃燒熱為285.8kJ·mol-1,則2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H=+571.6kJ·mol-1,D正確;故選D。7.(2023上·河南·高三長葛市第二高級中學校聯(lián)考開學考試)CO2與CH4的催化重整有利于減少空氣中的CO2,實現(xiàn)碳中和。已知:①
△H1=akJ·mol-1②
△H2=bkJ·mol-1③
△H3=ckJ·mol-1則的△H4為A.(-a-b+c)kJ·mol-1 B.(a+b-c)kJ·mol-1C.(-a+b-c)kJ·mol-1 D.(a-b-c)kJ·mol-1【答案】A【解析】已知:①
△H1=akJ·mol-1②
△H2=bkJ·mol-1③
△H3=ckJ·mol-1根據蓋斯定律可知,③-①-②得,則,A項符合題意。答案選A。8.(2023·重慶·校聯(lián)考一模)以太陽能為熱源,熱化學硫碘循環(huán)分解水制氫流程如圖。已知氫氣燃燒熱△H=-286kJ/mol,△H3為A.+172kJ/mol B.+400kJ/mol C.+29kJ/mol D.+254kJ/mol【答案】A【解析】①②由蓋斯定律可知,①+②得:④;燃燒熱是在101kPa時,1mol物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量;氫氣燃燒熱△H=-286kJ/mol,則⑤;由蓋斯定律可知,-④-⑤得:③;故選A。9.(2023·北京石景山·統(tǒng)考模擬預測)CO2催化加氫制CH4的反應為:。催化劑上反應過程示意如圖1所示。其他條件不變時,CO2的轉化率和CH4的選擇性(CO2轉化為甲烷的量/CO2轉化的總量)隨溫度變化如圖2所示。下列說法不正確的是A.催化劑改變了中O—C—O鍵的鍵角B.150℃到350℃時,基本沒有發(fā)生副反應C.催化加氫制是一個吸熱反應D.結合下列熱化學方程式,可以通過蓋斯定律計算加氫制的反應熱
、
【答案】C【解析】A.由題干圖1反應歷程圖信息可知,CO2的鍵角為180°,而Ni-CO2的鍵角不是180°,故催化劑改變了CO2中O—C—O鍵的鍵角,A正確;B.由題干圖2信息可知,150℃到350℃時,CH4的選擇性基本為100%,說明該溫度范圍內基本沒有發(fā)生副反應,B正確;C.由題干圖2信息可知,升高溫度,CO2的轉化率增大,而CH4的選擇性基本不變,說明該溫度范圍內基本無副反應發(fā)生,但題干未告知CO2轉化率是不是平衡轉化率,故無法判斷CO2催化加氫制CH4是一個吸熱反應還是吸熱反應,C錯誤;D.已知CO2加氫制備CH4的總的熱化學反應為:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g),根據蓋斯定律可知,通過下列熱化學方程式①
、②
,可以蓋斯定律計算CO2加氫制CH4的反應熱為-()=-()=-164.9kJ/mol,D正確;故答案為:C10.(2023·江蘇南通·統(tǒng)考一模)工業(yè)上常用濃氯水檢驗輸送氧氣的營道是否泄漏,泄漏處有白煙生成,工業(yè)合成氨的反應為
。對于工業(yè)合成氨的反應,下列說法正確的是A.使用高效催化劑可減小△HB.適當降溫或加壓,反應的平衡常數(shù)都增大C.及時將體系中的液化分離有利于平衡正向移動D.用E表示鍵能,則:【答案】C【解析】A.催化劑可以改變反應速率,不能改變焓變,A錯誤;B.溫度變化平衡常數(shù)發(fā)生變化,降低溫度平衡右移,平衡常數(shù)變大,改變壓強不會改變平衡常數(shù),B錯誤;C.及時將體系中的液化分離,減小生成物的濃度,有利于平衡正向移動,C正確;D.用E表示鍵能,則:,D錯誤;故選C。1.(2021·重慶·統(tǒng)考高考真題)“天朗氣清,惠風和暢?!毖芯勘砻?,利用Ir+可催化消除大氣污染物N2O和CO,簡化中間反應進程后,相對能量變化如圖所示。已知CO(g)的燃燒熱?H=-283kJ·mol-1,則2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)的反應熱?H(kJ·mol-1)為A.-152 B.-76 C.+76 D.+152【答案】A【解析】已知CO(g)的燃燒熱?H=-283kJ·mol-1,可得①,由圖可得N2O(g)+CO(g)=N2(g)+CO2(g)?H=-330+123-229+77=-359kJ/mol②,由蓋斯定律,(反應②-①)×2可得反應2N2O(g)=2N2(g)+O2(g),反應熱?H=(-359+283)×2=-152kJ·mol-1,故選:A。2.(2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題)二氧化碳加氫制甲烷過程中的主要反應為
在密閉容器中,、時,平衡轉化率、在催化劑作用下反應相同時間所測得的實際轉化率隨溫度的變化如題圖所示。的選擇性可表示為。下列說法正確的是
A.反應的焓變B.的平衡選擇性隨著溫度的升高而增加C.用該催化劑催化二氧化碳反應的最佳溫度范圍約為480~530℃D.450℃時,提高的值或增大壓強,均能使平衡轉化率達到X點的值【答案】D【解析】A.由蓋斯定律可知反應的焓變,A錯誤;B.為放熱反應,升高溫度平衡逆向移動,的含量降低,故的平衡選擇性隨著溫度的升高而降低,B錯誤;C.由圖可知溫度范圍約為350~400℃時二氧化碳實際轉化率最高,為最佳溫度范圍,C錯誤;D.450℃時,提高的值可提高二氧化碳的平衡轉化率,增大壓強反應I平衡正向移動,可提高二氧化碳的平衡轉化率,均能使平衡轉化率達到X點的值,D正確。故選D。3.(2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題)氫元素及其化合物在自然界廣泛存在且具有重要應用。、、是氫元素的3種核素,基態(tài)H原子的核外電子排布,使得H既可以形成又可以形成,還能形成、、、、等重要化合物;水煤氣法、電解水、光催化分解水都能獲得,如水煤氣法制氫反應中,與足量反應生成和吸收131.3kJ的熱量。在金屬冶煉、新能源開發(fā)、碳中和等方面具有重要應用,如在催化劑作用下與反應可得到。我國科學家在氫氣的制備和應用等方面都取得了重大成果。下列化學反應表示正確的是A.水煤氣法制氫:
B.催化加氫生成的反應:C.電解水制氫的陽極反應:D.與水反應:【答案】B【解析】A.水煤氣法制氫的反應為吸熱反應,其熱化學方程式為
,A錯誤;B.由題意可知在催化劑作用下與反應可得到,根據原子守恒可得離子方程式為,B正確;C.電解水制氫的陽極反應為,C錯誤;D.與水反應化學方程式為,中H原子不守恒,D錯誤。故選B。4.(2023·浙江·統(tǒng)考高考真題)一定條件下,苯基丙炔()可與發(fā)生催化加成,反應如下:
反應過程中該炔烴及反應產物的占比隨時間的變化如圖(已知:反應I、Ⅲ為放熱反應),下列說法不正確的是A.反應焓變:反應I>反應ⅡB.反應活化能:反應I<反應ⅡC.增加濃度可增加平衡時產物Ⅱ和產物I的比例D.選擇相對較短的反應時間,及時分離可獲得高產率的產物Ⅰ【答案】C【解析】A.反應I、Ⅲ為放熱反應,相同物質的量的反應物,反應I放出的熱量小于反應Ⅱ放出的熱量,反應放出的熱量越多,其焓變越小,因此反應焓變:反應I>反應Ⅱ,故A正確;B.短時間里反應I得到的產物比反應Ⅱ得到的產物多,說明反應I的速率比反應Ⅱ的速率快,速率越快,其活化能越小,則反應活化能:反應I<反應Ⅱ,故B正確;C.產物I和產物II存在可逆反應,則產物II和產物I的比值即該可逆反應的平衡常數(shù)K,由于平衡常數(shù)只與溫度有關,所以增加HCl濃度平衡時產物II和產物I的比例不變,故C錯誤;D.根據圖中信息,選擇相對較短的反應時間,及時分離可獲得高產率的產物Ⅰ,故D正確。綜上所述,答案為C。5.(2022·天津·統(tǒng)考高考真題)一定條件下,石墨轉化為金剛石吸收能量。下列關于石墨和金剛石的說法正確的是A.金剛石比石墨穩(wěn)定B.兩物質的碳碳鍵的鍵角相同C.等質量的石墨和金剛石中,碳碳鍵數(shù)目之比為4∶3D.可以用X射線衍射儀鑒別金剛石和石墨【答案】D【解析】A.石墨轉化為金剛石吸收能量,則石墨能量低,根據能量越低越穩(wěn)定,因此石墨比金剛石穩(wěn)定,故A錯誤;B.金剛石是空間網狀正四面體形,鍵角為109°28′,石墨是層內正六邊形,鍵角為120°,因此碳碳鍵的鍵角不相同,故B錯誤;C.金剛石是空間網狀正四面體形,石墨是層內正六邊形,層與層之間通過范德華力連接,1mol金剛石有2mol碳碳鍵,1mol石墨有1.5mol碳碳鍵,因此等質量的石墨和金剛石中,碳碳鍵數(shù)目之比為3∶4,故C錯誤;D.金剛石和石墨是兩種不同的晶體類型,因此可用X射線衍射儀鑒別,故D正確。綜上所述,答案為D。6.(2021·北京·高考真題)丙烷經催化脫氫可制丙烯:C3H8C3H6+H2。600℃,將一定濃度的CO2與固定濃度的C3H8通過含催化劑的恒容反應器,經相同時間,流出的C3H6、CO和H2濃度隨初始CO2濃度的變化關系如圖。已知:①C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2220kJ/mol②C3H6(g)+9/2O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l)△H=-2058kJ/mol③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-286kJ/mol下列說法不正確的是A.C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)△H=+124kJ/molB.c(H2)和c(C3H6)變化差異的原因:CO2+H2CO+H2OC.其他條件不變,投料比c(C3H8)/c(CO2)越大,C3H8轉化率越大D.若體系只有C3H6、CO、H2和H2O生成,則初始物質濃度c0與流出物質濃度c之間一定存在:3c0(C3H8)+c0(CO2)=c(CO)+c(CO2)+3c(C3H8)+3c(C3H6)【答案】C【解析】A.根據蓋斯定律結合題干信息①C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2220kJ/mol②C3H6(g)+9/2O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l)△H=-2058kJ/mol③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-286kJ/mol可知,可由①-②-③得到目標反應C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g),該反應的△H==+124kJ/mol,A正確;B.僅按C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)可知C3H6、H2的濃度隨CO2濃度變化趨勢應該是一致的,但是氫氣的變化不明顯,反而是CO與C3H6的變化趨勢是一致的,因此可以推斷高溫下能夠發(fā)生反應CO2+H2CO+H2O,從而導致C3H6、H2的濃度隨CO2濃度變化趨勢出現(xiàn)這樣的差異,B正確;C.投料比增大,相當于增大C3H8濃度,濃度增大,轉化率減小,C錯誤;D.根據質量守恒定律,抓住碳原子守恒即可得出,如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2,那么入口各氣體的濃度c0和出口各氣體的濃度符合3c0(C3H8)+c0(CO2)=3c(C3H6)+c(CO)+3c(C3H8)+c(CO2),D正確;答案為:C。7.(2021·北京·高考真題)NO2和N2O4存在平衡:2NO2(g)?N2O4(g)△H<0。下列分析正確的是A.1mol平衡混合氣體中含1molN原子B.斷裂2molNO2中的共價鍵所需能量小于斷裂1molN2O4中的共價鍵所需能量C.恒溫時,縮小容積,氣體顏色變深,是平衡正向移動導致的D.恒容時
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