第一部分 专题二 第七讲
1.(2024·上海市黄浦区高考化学二模)下图表示某可逆反应在使用和未使用催化剂时,反应过程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是( D )
A.该反应为吸热反应
B.a与b相比,a的反应速率更快 C.a与b相比,反应的平衡常数一定不同
D.反应物吸收的总能量小于生成物释放的总能量
【试题解析】A.反应物的总能量大于生成物的总能量为放热反应,故A错误； B.b降低了活化能,反应速率加快,故B错误；C.催化剂只改变反应速率,不改变平衡状态,a与b反应的平衡常数相同,故C错误；D.由图可知该反应为放热反应,反应物吸收的总能量小于生成物释放的总能量,故D正确。故选D。
2.(2024·上海市金山区高考一模)如图分别表示红磷、白磷燃烧时的能量变化,下列说法中正确的是( D )
A.白磷比红磷稳定
B.白磷燃烧产物比红磷燃烧产物稳定
C.1 mol白磷转变为红磷放出2 244.7 kJ的热量
D.红磷燃烧的热化学方程式：4P(s)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH＝－2 954 kJ·mol1 【试题解析】A.等质量的白磷和红磷完全燃烧时释放的能量白磷比红磷多,白磷能量高于红磷,所以红磷稳定,故A错误；B.两者燃烧产物相同状态相同,所以产物稳定性相同,故B错误；C.红磷转化为白磷的化学方程式为：4P(s、红磷)＝P4(s、白磷),可以看成是下列两个反应方程式的和：P4(s、白磷)＋5O2(g)＝P4O10(s)；△H＝－2 983.2 kJ·mol1；P4O10(s)＝4P(s、红磷)＋5O2(g)；△H＝738.5×4 kJ·mol1＝2 954 kJ·mol1；根据盖斯定律,白磷转化为红磷的热化学方
－
－
－
－
程式：P4(s、白磷)＝4P(s、红磷) △H＝－2 983.2 kJ/mol＋2 954 kJ·mol1＝－29.2 kJ/mol,即为：P4(s、白磷)＝4P(s、红磷) ΔH＝－29.2 kJ/mol,所以1 mol白磷转变为红磷放出29.2 kJ的热量,故C错误；D.依据图象分析,红磷燃烧是放热反应,红磷燃烧的热化学方程式：4P(s)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH＝－738.5×4＝－2 954 kJ·mol1,故D正确；故选D。
3.(2024·上海市嘉定区高三一模)某化工生产反应历程的能量变化如右图,过程Ⅰ没有使用催化剂,过程Ⅱ使用了催化剂,则可判断催化剂除了能改变反应速率外,还可以改变的是( A )
－
－
A.生产能耗 B.反应的完成程度 C.反应物的状态 D.反应热效应
【试题解析】根据催化剂的催化原理来分析：催化剂能参与反应,从而降低反应的活化能,缩短到达平衡的时间,但平衡不移动,以此解答该题。过程Ⅰ没有使用催化剂,降低反应的活化能,加快反应速率,由图象可知,加入催化剂可改变生产能耗, 故选A。
4.(2024·浙江省十二校高三第一次联考)根据合成氨反应的能量变化示意图,下列有关说法正确的是( D )
A.断裂0. 5mol N2(g)和1.5 mol H2(g)中所有的化学键释放a kJ热量 B.NH3(g)===NH3(l) ΔH＝c kJ·mol1 C.N2(g)＋3H2(g)D.2NH3(l)
2NH3(g) ΔH＝－2(a－b)kJ·mol1
－－
－
N2(g)＋3H2(g) ΔH＝2(b＋c－a)kJ·mol1
【试题解析】由图可知,断裂化学键吸收a kJ热量,形成1 mol气态氨气时放热为b kJ,1 mol气态氨气转化为液态氨气放出热量为c kJ,以此来解答。A.断裂0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)中所有的化学键,吸收a kJ热量,故A错误；B.NH3(g)===NH3(l) ΔH＝－c kJ·mol1,故B错误；
－
C.由图可知,N2(g)＋3H2(g)＋3H2(g)则2NH3(l)
2NH3(g) ΔH＝2(a－b)kJ·mol1,故C错误；D.由图可知,N2(g)
－
－
2NH3(l) ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol1,互为逆反应时,焓变的数值相同、符号相反,N2(g)＋3H2(g) ΔH＝2(b＋c－a)kJ·mol1,故D正确；故选D。
＋
－
－
－
－
2
5.(2024·福建省漳州市高考化学一模)在含Fe3的S2O28和I的混合溶液中,反应S2O8＋
2I(aq)===2SO24(aq)＋I2(aq)的分解机理及反应进程中的能量变化如下：
步骤①：2Fe3(aq)＋2I(aq)===I2(aq)＋2Fe2(aq)
32步骤②：2Fe2(aq)＋S2O28(aq)===2Fe(aq)＋2SO4(aq)
＋
－
＋
－
＋
－
＋
－－
下列有关该反应的说法正确的是( A )
A.化学反应速率与Fe3浓度的大小有关 B.该反应为吸热反应 C.Fe2是该反应的催化剂
D.若不加Fe3,则正反应的活化能比逆反应的大
【试题解析】由图可知,反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,且催化剂可降低反应的活化能,不影响始终态,以此来解答。A.铁离子可以看做该反应的催化剂,根据反应的机理,化学反应速率与Fe3浓度的大小有关,故A正确； B.反应物的总能量高于生成物的总能量,所以反应为放热反应,故B错误； C.Fe3是该反应的催化剂,故C错误； D.此反应为放热反应,不管加不加催化剂,正反应活化能都低于逆反应活化能,故D错误； 故选A。
6.(2024·新疆高考化学一诊)下列有关热化学方程式的叙述,正确的是( D )
A.已知甲烷燃烧热为ΔH＝－890.3 kJ·mol1,则CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ·mol1
B.由N2O4(g)
2NO2(g) ΔH＝－56.9 kJ·mol1,可知：将1 mol N2O4(g)置于密闭容器中
－
－
－
＋
＋＋
＋
＋
充分反应后放出热量为56.9 kJ
C.由H(aq)＋OH(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol1,可知：含1 mol CH3COOH的溶液与含1 mol NaOH的溶液混合,放出热量57.3 kJ
D.已知101 kPa时,2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol1,则1 mol碳完全燃烧放出的热量大于110.5 kJ
【试题解析】A.甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·molN2O4(g)
－
－
－
－
＋
－
－
1,故A错误； B.由
2NO2(g) ΔH＝－56.9 kJ·mol1,可知将1 mol N2O4(g)置于密闭容器中充分反应,
反应是可逆反应,后放出热量小于56.9 kJ,故B错误； C.醋酸是弱酸存在电离平衡,电离过程是吸热过程,含1 mol CH3COOH的溶液与含1 mol NaOH的溶液混合,放出热量小于57.3 kJ,故C错误； D.已知101 kPa时,2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ/mol,则1 mol碳完全燃烧生成CO2放出的热量大于110.5 kJ,故D正确； 故选D。
7.(2024·新疆高考化学一诊)CO(g)＋H2O(g)的情况下( B )
A.加入催化剂,改变了反应的途径,反应的ΔH也随之改变 B.改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变 C.升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变 D.若在原电池中进行,反应放出的热量不变
【试题解析】A.催化剂虽然改变了反应途径,但反应物、生成物的状态不变,所以ΔH不变,故A错误； B.这是一个反应前后气体物质的量不变的反应,改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量也不变,故B正确； C.该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,反应放出的热量减小,故C错误； D.若在原电池中进行,反应不放出热量,而是将化学能转换为电能,故D错误； 故选B。
8.(1)环境空气质量指数(AQI)日报和实时报告包括了NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指标,为公众提供健康指引,引导当地居民合理安排出行和生活。
①汽车排出的尾气中含有CO和NO等气体,用化学方程式解释产生NO的原因：__N2＋O2=====2NO__。
②汽车排气管内安装的催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的大气循环物质。已知：
N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180.5 kJ·mol1 2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221.0 kJ·mol1 C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol1 则反应2NO(g)＋2CO(g)
N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝_－746.5__kJ·mol1。
－
－－－
H2(g)＋CO2(g) ΔH<0,在其他条件不变
放电
(2)直接排放氮氧化物会形成酸雨、雾霾,催化还原法和氧化吸收法是常用的处理方法。利用NH3和CH4等气体除去烟气中的氮氧化物。已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝a kJ/mol；欲计算反应CH4(g)＋4NO(g)===CO2(g)＋2H2O(l)＋2N2(g)的焓变ΔH2,则还需要查询某反应的焓变ΔH3,当反应中各物质的化学计量数之比为最简整数比时,ΔH3＝b kJ·mol1,该反应的热化学方程式是__N2(g)＋O2(g)===2NO(g)__ΔH3＝b__kJ·mol1__,据此计算出ΔH2＝_a－2b__kJ·mol1 (用含a、b的式子表示)。
(3)合成氨用的氢气可以用甲烷为原料制得。有关化学反应的能量变化如图所示,则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为__CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)__ΔH＝＋161.1__kJ·mol1__。
－
－
－
－
【试题解析】(1)②按题干顺序给3个热化学方程式编号,由盖斯定律,③×2－①－②得2NO(g)＋2CO(g)746.5 kJ·mol1。
(2)根据盖斯定律将已知的两个热化学方程式相减可得热化学方程式为2N2(g)＋2O2(g)===4NO(g) ΔH＝a kJ·mol1－ΔH2＝2b kJ·mol1,则ΔH2＝(a－2b) kJ·mol1,同时将上面的方程式及ΔH都除以2可得热化学方程式。
(3)按题干顺序给图象中的3个热化学方程式编号,根据盖斯定律,③－②×3－①得CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝[(－846.3)－(－241.8)×3－(－282.0)]kJ·mol1＝＋161.1 kJ·mol1。
9.(2024·钦州二模)氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要应用,减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。
(1)已知：①2NO(g)===N2(g)＋O2(g) ΔH＝－180.5 kJ·mol1
②C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5 kJ·mol1 ③2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221 kJ·mol1
c?N2?·c2?CO2?
某反应的平衡常数表达式为K＝2,写出此反应的热化学方程式：__2CO(g)
c?CO?·c2?NO?＋2NO(g)
N2(g)＋2CO2(g)__ΔH＝－746.5__kJ·mol1__。
－
－－
－
－
－
－
－
－
－
N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝[(－393.5)×2－180.5－(－221.0)] kJ·mol
－1
＝－
(2)已知：在25 ℃、101 kPa时：
①N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－Q1 kJ·mol1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－Q2 kJ·mol1 ③N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋Q3 kJ·mol1
写出用NH3脱除NO的热化学方程式：__4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(l)__ΔH＝(2Q1－3Q2－3Q3)kJ·mol1__。
(3)传统工业上利用氨气合成尿素。以CO2与NH3为原料合成尿素的主要反应如下：
－
－－－
河北省衡水中学高2024届高2017级高三化学二轮复习课件配套课件学案讲义第1部分 第7讲
