2019高考化學 元素及其化合物 專題6.1 化學反應中的能量變化高效演練.doc

《2019高考化學 元素及其化合物 專題6.1 化學反應中的能量變化高效演練.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019高考化學 元素及其化合物 專題6.1 化學反應中的能量變化高效演練.doc（63頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

專題6.1 化學反應中的能量變化 1．（2018屆河南省鄭州市高三下學期第三次模擬考試）化學與生活密切相關。下列分析不正確的是 A. “煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”，句中涉及的的能量變化主要是化學能轉化為熱能和光能 B. 食品添加劑可以改善食品品質及延長食品保存期，在添加時無需對其用量進行嚴格控制 C. “一帶一路”是“絲綢之路經濟帶”和“21世紀海上絲綢之路”的簡稱。絲綢的主要成分是蛋白質 D. 綠色化學是指在化學產品的設計、開發(fā)和加工生產過程中減少使用或產生對環(huán)境有害物質的科學 【答案】B 2．（2018屆湖南省長沙市長郡中學高考押題卷二）《淮南萬畢術》中有“曾青得鐵,則化為銅,外化而內不化”，下列說法中正確的是 A. “外化”時化學能轉化為熱能 B. “化為銅”表明鐵轉化為銅 C. “內不化”是因為內部的鐵活潑性較差 D. 反應中溶液由藍色轉化為黃色 【答案】A 【解析】“曾青得鐵，則化為銅”指Fe從CuSO4溶液中置換出Cu，反應為Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。A項，“外化”時發(fā)生反應Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，該反應為放熱反應，“外化”時化學能轉化為熱能，A項正確；B項，“化為銅”表明Fe從CuSO4溶液中置換出Cu，B項錯誤；C項，“內不化”是Fe置換出的Cu覆蓋在Fe的表面，導致內部Fe不能與Cu2+反應，C項錯誤；D項，CuSO4溶液呈藍色，F(xiàn)eSO4溶液呈淡綠色，D項錯誤；答案選A。 3．（2018屆福建省莆田市高三下學期第二次（5月）質量測試）用下列實驗裝置進行相應實驗，能達到實驗目的的是 甲 乙 丙 丁 A. 用裝置甲進行中和熱的測定 B. 用裝置乙制取CO2氣體 C. 用裝置丙蒸發(fā)CH3COONa溶液得CH3COONa晶體 D. 用裝置丁模擬工業(yè)制氨氣并檢驗產物 【答案】C 4．（2018屆福建省福州市高三下學期5月模擬考試）一定條件下，在水溶液中1mol Cl-、ClOx- (x=1，2，3，4)的能量(kJ)相對大小如圖所示。下列有關說法正確的是 A. 這些離子中結合H＋能力最強的是E B. A、B、C、D、E五種微粒中C最穩(wěn)定 C. C→B+D，反應物的總鍵能大于生成物的總鍵能 D. B→A+D反應的熱化學方程式為：3ClO—(aq) == ClO3—(aq) + 2Cl—(aq) △H = －116kJ?mol-1 【答案】D 【解析】分析：從圖示變化看，A為Cl-，B為ClO-，C為ClO2-，D為ClO3—，E為ClO4-；能量越低越穩(wěn)定，-1價的Cl-能量最低，也最穩(wěn)定，+3價的ClO2-能量最高，最不穩(wěn)定；酸性越弱的酸，越容易結合氫離 5．（2018屆江蘇省徐州市高三考前模擬檢測）聯(lián)氨（N2H4）常溫下為無色液體，可用作火箭燃料。下列說法不正確的是 ① 2O2(g)＋N2(g)＝N2O4(l) ΔH1 ② N2(g)＋2H2(g)＝N2H4(l) ΔH2 ③ O2(g)＋2H2(g)＝2H2O(g) ΔH3 ④ 2 N2H4(l)＋N2O4(l)＝3N2(g)＋4H2O(g) ΔH4=﹣1048.9 kJmol－1 A. O2(g)＋2H2(g)＝2H2O(l) ΔH5，ΔH5＞ΔH3 B. ΔH4﹦2ΔH3﹣2ΔH2﹣ΔH1 C. 1 mol O2(g) 和2 mol H2(g)具有的總能量高于2 mol H2O(g) D. 聯(lián)氨和N2O4作火箭推進劑的原因之一是反應放出大量的熱 【答案】A 【解析】分析：本題考查反應熱的大小比較，蓋斯定律及物質穩(wěn)定性的比較，依據概念分析。 詳解：A. O2(g)＋2H2(g)＝2H2O(g) ΔH3；O2(g)＋2H2(g)＝2H2O(l) ΔH5； 兩個反應均為放熱反應，ΔH均為負值，放熱越多ΔH越小，由于生成液態(tài)水放熱更多，所以ΔH5<ΔH3,A錯誤； B.根據蓋斯定律，③2-②2-①得，2 N2H4(l)＋N2O4(l)＝3N2(g)＋4H2O(g)，所以ΔH4﹦2ΔH3﹣2ΔH2﹣ΔH1，B正確； C. O2(g)＋2H2(g)＝2H2O(g) ΔH3,該反應為放熱反應，反應物的總能量大于生成物的總能量，所以C正確； D. 由ΔH4=﹣1048.9 kJmol－1知，反應放出大量的熱，所以可以用聯(lián)氨和N2O4作火箭推進劑，D正確；因此，本題正確答案為A。 6．（2018屆浙江省余姚中學高三選考科目模擬卷一）下列關于反應能量的說法正確的是 A. Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s) ΔH＝－216 kJmol－1，則反應物總能量＞生成物總能量 B. 相同條件下，如果1 mol氫原子所具有的能量為E1，1 mol氫分子的能量為E2，則2E1＝E2 C. 101 kPa時，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－572 kJmol－1，則H2的燃燒熱為－572 kJmol－1 D. H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJmol－1，含1 mol NaOH的氫氧化鈉溶液與含0.5 mol H2SO4的濃硫酸混合后放出57.3 kJ的熱量 【答案】A 7．（2018屆江蘇省泰州中學高三第四次模擬）煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx,會污染大氣。采用NaClO、Ca(C1O)2溶液作為吸收劑可同時對煙氣進行稅硫、脫硝，下列說法正確的是 ①SO2(g)+2OH-(aq) SO32-(aq)+H2O(l) ΔH1=a KJ/mol ②ClO-(aq)+SO32-(aq)SO42-(aq)+Cl-(aq) ΔH2=b KJ/mol ③CaSO4(s)Ca2+(aq)+ SO42- (aq) ΔH3=c KJ/mol ④SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq) CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)ΔH4=dKJ/mol A. 隨著吸收反應的進行，吸收劑溶液的pH逐漸減小 B. 反應①、②均為氧化還原反應 C. 反應Ca(OH)2(aq)+H2SO4(aq)=CaSO4(s)+2H2O(1)的ΔH=-ckJ/mol D. d=a+b+c 【答案】A 【解析】A.由反應①和④可知，隨著吸收反應的進行，不斷消耗OH-，因此導致吸收劑溶液的pH逐漸減小，A正確；B. 反應①沒有發(fā)生化合價的變化，不是氧化還原反應，B錯誤；C. 反應Ca(OH)2(aq)+H2SO4(aq)=CaSO4(s)+2H2O的離子方程式為：Ca2++ SO42- +2OH-+2H+CaSO4↓ +2H2O，該離子反應不是反應③的逆反應，因此ΔH-ckJ/mol，C錯誤；D.根據蓋斯定律可知④=①+②-③，所以d=a+b-c，D錯誤；答案選A. 8．（2018屆黑龍江省哈爾濱師范大學附屬中學高三第四次模擬考試）我國學者研制了一種納米反應器用于催化草酸二甲酯(DMO)和氫氣反應獲得EG.反應過程示意圖如下: 下列說法不正確的是 A. Cu納米顆粒將氫分子解離成氫原子 B. DMO分子中只有碳氧單鍵發(fā)生了斷裂 C. 反應過程中生成了EG和甲醇 D. EG和甲醇不是同系物 【答案】B 9．（2018年遼寧省葫蘆島市普通高中高三第二次模擬考試）一定條件下，在水溶液中1 mol Cl－、ClOx－(x＝1，2，3，4)的能量(kJ)相對大小如圖所示。下列有關說法正確的是 A. a、b、c、d、e中，c最穩(wěn)定 B. b→a＋c反應的活化能為反應物能量減生成物能量 C. b→a＋d反應的熱化學方程式為：3ClO－(aq)＝ClO3－(aq)＋2Cl－(aq)ΔH＝＋116 kJmol－1 D. 一定溫度下，Cl2與NaOH溶液反應生成的產物有a、b、d，溶液中a、b、d的濃度之比可能為11∶1∶2 【答案】D 10．（2018屆南通泰州揚州等七市高三化學三模）向濕法煉鋅的電解液中同時加入Cu和CuSO4，可生成CuCl沉淀除去Cl—，降低對電解的影響，反應原理如下： Cu(s)+Cu2+(aq)2Cu+(aq) ΔH1＝a kJmol-1 Cl—(aq)+Cu+(aq)CuCl(s) ΔH2＝b kJmol-1 實驗測得電解液pH對溶液中殘留c(Cl—)的影響如圖所示。下列說法正確的是 A. 向電解液中加入稀硫酸，有利于Cl-的去除 B. 溶液pH越大，Ksp(CuCl)增大 C. 反應達到平衡增大c(Cu2+)，c(Cl—)減小 D. Cu(s)+Cu2+(aq)+Cl—(aq)CuCl(s)的ΔH＝(a+2b) kJmol-1 【答案】C 【解析】分析：A.根據圖像分析pH與氯離子濃度的關系； B.根據溶度積常數只與溫度有關系； C.根據外界條件對平衡的影響分析； D.根據蓋斯定律計算。 11．（2018屆天津市十二重點中學高三下學期畢業(yè)班聯(lián)考）下圖是金屬鎂和鹵素單質(X2)反應的能量變化示意圖。下列說法正確的是 A. 金屬鎂和鹵素單質(X2)的反應能自發(fā)進行是因為ΔH均小于零 B. 熱穩(wěn)定性: MgI2 > MgBr2 > MgCl2 > MgF2 C. 工業(yè)上可由電解MgCl2溶液冶煉金屬Mg，該過程需吸收熱量 D. 由圖可知此溫度下MgBr2(s)與Cl2(g)反應的熱化學方 程式為：MgBr2(s)+Cl2(g)MgCl2(s)+Br2(g) ΔH=+117 kJmol-1 【答案】A 【解析】根據圖像可知，反應物總能量大與生成物總能量，均為放熱反應， ΔH均小于零，能自發(fā)進行，A正確；反應放熱越多，生成的物質越穩(wěn)定。比較反應熱大小可知熱穩(wěn)定順序為：MgI2 < MgBr2 < MgCl2 0 B. 反應③也是CO2資源化利用的方法之一 C. 反應CH3OH(g)=1/2CH3OCH3(g)+1/2H2O(g) △H=d/2kJ/mol D. 反應2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)的△H=-(2b+2c+d)kJ/mol 【答案】D 【解析】A，反應①、②生成H2和CO2，為反應③提供原料氣，反應C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）為吸熱反應，a0，A項正確；B，反應③消耗CO2，是CO2資源化利用的方法之一，B項正確；C，反應④的化學計量數變?yōu)樵瓉淼?，ΔH也變?yōu)樵瓉淼?，反應CH3OH（g）=1/2CH3OCH3（g）+1/2H2O（g）ΔH=d/2kJ/mol，C項正確；D，應用蓋斯定律，將②2+③2+④得，2CO（g）+4H2（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH=（2b+2c+d）kJ/mol，D項錯誤；答案選D。 18．（2018屆浙江新高考研究聯(lián)盟第二次聯(lián)考）根據如圖的能量圖，下列說法正確的是 A. A2(g)+B2(g)=2AB(g)是一個放熱反應 B. 2molAB的總能量大于1molA2和lmolB2的能量之和 C. 1molA2(g)和1molB2(g)的能量之和為a kJ D. 2AB(g)=A2(l)+B2(l) △H<(b-a)kJ/mo1 【答案】D 19．（2018屆河南省天一大聯(lián)考高三階段性測試三）鐵系氧化物材料在光催化、電致變色、氣敏傳感器以及光電化學器件中有著廣泛的應用和誘人的前景。實驗室中可利用FeCO3和O2為原料制備少量鐵紅，每生成160g固體鐵紅放出130kJ熱量，則下列有關該反應的熱化學方程式書寫正確的是 A. 2FeCO3(s)+O2 (g) =Fe2O3(s)+2CO2(g) △H＝-130 kJ/mol B. 4 FeCO3(s)＋O2 (g) =2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H＝+260 kJ/mol C. 4 FeCO3(s)＋O2 (g) =2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H＝-260 kJ/mol D. 4 FeCO3(s)＋O2 (g) =2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H＝+130 kJ/mol 【答案】C 【解析】160g鐵紅的物質的量為1mol，每生成160g固體鐵紅放出130kJ熱量，生成2mol Fe2O3放出260kJ，所以熱化學方程式為4FeCO3(s)＋O2(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H＝-260kJ/mol，故C正確。 20．（2018屆浙江省溫州市高三選考適應性測試二模）室溫下，CuSO4(s)和 CuSO45H2O(s)溶于水及CuSO45H2O受熱分解的能量變化如圖所示，下列說法不正確的是 A. 將CuSO45H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低 B. 將CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高 C. △H3＞△H2 D. △H1=△H2+△H3 【答案】D 21．（2018屆吉林省百校聯(lián)盟高三TOP20九月聯(lián)考）幾種物質的量關系如圖所示，下列說法正確的是 A. C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-74.8kJ/mol B. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) ΔH=890.3kJ/mol C. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH=-74.8kJ/mol D. E1在數值上等于1mol CH4的總鍵能與2mol H2總鍵能的差值 【答案】A 【解析】A. 根據圖像可知①C(s)+2H2(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(1) ΔH＝-965.1kJ/mol ②CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(1) ΔH＝－890.3kJ/mol 根據蓋斯定律可知①－②即得到C(s)+2H2(g)＝CH4(g) ΔH=-74.8kJ/mol，A正確； B. 根據圖像可知CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(1) ΔH＝－890.3kJ/mol，B錯誤；C. 根據以上分析可知C錯誤；D. E1在數值上等于1molCH4的總鍵能與1mol碳和2molH2總鍵能的差值，D錯誤，答案選A。 22．（2018屆湖南省永州市高三上學期第一次模擬考試）下列的圖示與對應的敘述相符的是 A. 圖1表示向l00mL0.l molL-l的A1Cl3溶液中滴加1 molL-1的NaOH溶液時n [Al(OH)3]的變化情況 B. 圖2表示KNO3的溶解度曲線，圖中a點表示的溶液通過升溫可以得到b點 C. 圖3表示某一放熱反應，若使用催化劑，E1、E2、△H都會發(fā)生改變 D. 圖4表示向Na2CO3溶液中滴加稀鹽酸時，產生n(CO2)的情況 【答案】A 23．（2018屆“江淮十校”高三第一次聯(lián)考）已知2Fe2O3(s) +3C(s)=3CO2(g) +4Fe(s) △H=+468.2 kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5 kJ/mol 根據以上熱化學方程式判斷，下列說法正確的是 ( ) A. C(s)的燃燒熱為393.5kJ B. 右圖可表示由C生成CO2的反應過程和能量關系 C. O2(g)與Fe(s)反應放出824.35kJ熱量時，轉移電子數為4NA D. Fe2O3(s)+ C(g)= CO2(g)+2Fe(s) △H <234.1 kJ/mol 【答案】D 24．（2018屆河南省林州市第一中學高三8月調研考試）如圖為氟利昂（如CFCl3）破壞臭氧層的反應過程示意圖，下列說法不正確的是 A. 過程Ⅰ中斷裂極性鍵C—Cl鍵 B. 過程Ⅱ可表示為O3+Cl=ClO+O2 C. 過程Ⅲ中O+O=O2是吸熱過程 D. 上述過程說明氟利昂中氯原子是破壞O3的催化劑 【答案】C 【解析】A、過程Ⅰ中CFCl3轉化為CFCl2和氯原子，斷裂極性鍵C-Cl鍵，選項A正確；B、根據圖中信息可知，過程Ⅱ可表示為O3 + Cl = ClO + O2，選項B正確；C、原子結合成分子的過程是放熱的，選項C錯誤；D、上述過程說明氟利昂中氯原子是破壞O3的催化劑，選項D正確。答案選C。 25．（2018屆福建省永春縣第一中學等校高三上學期第一次四校聯(lián)考）砷為VA族元素，金屬冶煉過程產生的含砷有毒廢水需處理與檢測。 I．已知：As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) ΔH1 H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH2 2As(s)+O2(g) =As2O5(s) ΔH3 則反應As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH =_______________。 II.冶煉廢水中砷元素主要以亞砷酸(H3AsO3)形式存在，可用化學沉降法處理酸性高濃度含砷廢水，其工藝流程如下： 已知：①As2S3與過量的S2-存在以下反應：As2S3(s)+3S2-(aq) 2AsS33-(aq)； ②亞砷酸鹽的溶解性大于相應砷酸鹽。 （1）亞砷酸中砷元素的化合價為______；砷酸的第一步電離方程式為_____________。 （2）“一級沉砷”中FeSO4的作用是_______________； “二級沉砷”中H2O2與含砷物質反應的化學方程式為_________。 III.去除水體中的砷，將As(Ⅲ)轉化為As(Ⅴ)，也可選用NaClO實現(xiàn)該轉化。研究NaClO投加量對As(Ⅲ)氧化率的影響得到如下結果： 已知：投料前水樣pH＝5.81，0.1mol/LNaClO溶液pH＝10.5，溶液中起氧化作用的物質是次氯酸。產生此結果的原因是_________________________________________。 【答案】2△H1-3△H2-△H3 +3 H3AsO4H++H2AsO4- 沉淀過量的S2-，使As2O3(a)+3S2-(aq)2AsS32-(aq) 平衡左移，提高沉砷效果。 H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O 起氧化作用的物質是次氯酸，NaClO溶液為堿性，當加入量大時，溶液堿性增強，NaClO溶液濃度增大，水解程度降低，次氯酸不易生成，所以As(Ⅲ)氧化率降低 26．（2018屆廣東省佛山市普通高中高三教學質量檢測一）甲醇水蒸氣重整制氫(SRM)系統(tǒng)簡單，產物中H2 含量高、CO含量低(CO會損壞燃料電池的交換膜)，是電動汽車氫氧燃料電池理想的氫源。反應如下: 反應Ⅰ(主) :CH3OH(g)+ H2O(g) CO2(g)+ 3H2(g) ΔH1=+49kJ/mol 反應Ⅱ(副) :H2(g)+ CO2(g) CO(g)+ H2O(g) ΔH2=+41kJ/mol 溫度高于300℃則會同時發(fā)生反應Ⅲ: CH3OH(g) CO(g)+2H2(g) ΔH3 （1）計算反應Ⅲ的ΔH3= _________。 （2）反應1能夠自發(fā)進行的原因是_______________，升溫有利于提高CH3OH轉化率，但也存在一個明顯的缺點是__________。 （3）右圖為某催化劑條件下，CH3OH轉化率、CO生成率與溫度的變化關系。 ①隨著溫度的升高,CO的實際反應生成率沒有不斷接近平衡狀態(tài)生成率的原因是____________ (填標號)。 A.反應Ⅱ逆向移動 B.部分CO 轉化為CH3OH C.催化劑對反應Ⅱ的選擇性低 D.催化劑對反應Ⅲ的選擇性低 ②隨著溫度的升高，CH3OH 實際反應轉化率不斷接近平衡狀態(tài)轉化率的原因是______。 ③寫出一條能提高CH3OH轉化率而降低CO生成率的措施_________。 （4）250℃，一定壓強和催化劑條件下，1.00molCH3OH 和1.32molH2O 充分反應(已知此條件下可忽略反應Ⅲ ),平衡時測得H2為2.70mol,CO有0.030mol,試求反應Ⅰ中CH3OH 的轉化率_________，反應Ⅱ的平衡常數_________(結果保留兩位有效數字) 【答案】+90kJ/mol 反應Ⅰ為熵增加的反應 CO含量升高，破壞燃料電池的交換膜 C 升溫反應速率加快 其它條件不變，提高n(水)/n(甲醇)的比例 (或其它條件不變，選擇更合適的借化劑) 91% 5.610-3 （4）達平衡時CO有0.03mol，根據反應Ⅱ得到參與反應的氫氣為0.03mol，所以反應Ⅰ生成的氫氣為2.73mol（平衡剩余氫氣2.7mol），根據反應Ⅰ，消耗的甲醇為0.91mol，所以甲醇轉化率為91%。根據反應Ⅰ的數據，消耗的水為0.91mol，生成的CO2為0.91mol，則剩余1.32-0.91=0.41mol水，在反應Ⅱ中應該消耗0.03molCO2，生成0.03molCO和0.03mol水，所以達平衡時，水為0.41+0.03=0.44mol，CO2為0.91-0.03=0.88mol。所以反應Ⅱ的平衡常數為（設容器體積為V）。 27．（2018屆山西河南省高三年級階段性測評（四）晉豫省際大聯(lián)考）“千年大計、國家大事”，雄安新區(qū)無疑是今年最受矚目的地區(qū)。不過，近日媒體報道河北廊坊、天津等地存在超大規(guī)模的工業(yè)污水滲坑，給雄安新區(qū)的水環(huán)境帶來隱患，目前正采用多種方法對污水進行處理，改善水資源狀況。 （1）在微生物作用的條件下,廢水中的NH4+經過兩步反應氧化成NO3-，兩步反應的能量變化示意圖如下: ①第一步反應是______反應(選填“放熱”或“吸熱”)，判新依據是_________。1mol NH4+ (aq)全部氧化成NO3- (aq)的熱化學方程式為_____________。 ②一定條件下,向廢水中加入CH3OH,將HNO3還原成N2。若該過程中CH3OH反應生成CO2,則參加反應的還原劑和氧化劑的物質的量之比為______. （2）二氧化氯(ClO2)是一種黃綠色到橙黃色的氣體，是國際上公認為安全、無毒的綠色消毒劑,可以投入廢水中清除污染物。 ①二氧化氯可以將廢水中的氰化物(CN-)氧化成兩種無污染氣體.寫出離子方程式________。 ②廢水中的重金屬離子的危害性很大，二氧化氯能夠在弱酸性溶液中把二價錳離子氧化成不溶于水的二氧化錳(MnO2)，寫出反應的離子方程式_______________。 【答案】放熱 △H=-273kJ/mol（或反應物的總能量大于生成物的總能量） NH4+(aq)+2O2(g)=2H+(aq)+NO3-(aq)+H2O(l) △H=-346kJ/mol 5:6 2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl- 2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+12H++2Cl- 【解析】（1）①從圖中得到第一步反應的反應物的能量高于生成物的能量，所以是放熱反應。從左圖得到NH4+(aq)+3/2O2(g)=2H+(aq)+NO2-(aq)+H2O(l) △H=-273kJ/mol；從右圖得到NO2－(aq)+1/2O2(g) = NO3－(aq) 28．（2018屆吉林省吉大附中高三第四次模擬考試）李克強總理在《2018年國務院政府工作報告》中強調“今年二氧化硫、氮氧化物排放量要下降3%?！币虼?，研究煙氣的脫硝(除NOx)、脫硫(除SO2)技術有著積極的環(huán)保意義。 （1）汽車的排氣管上安裝“催化轉化器”，其反應的熱化學方程式為：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.50kJmol-1。T℃時，將等物質的量的NO和CO充入容積為2L的密閉容器中，若溫度和體積不變，反應過程中(0~15min) NO的物質的量隨時間變化如圖。 ①圖中a、b分別表示在相同溫度下，使用質量相同但表面積不同的催化劑時，達到平衡過程中n (NO)的變化曲線，其中表示催化劑表面積較大的曲線是___________。（填“a”或“b”） ②T℃時，該反應的化學平衡常數K=_______________；平衡時若保持溫度不變，再向容器中充入CO、CO2各0.2 mol，則平衡將_________移動。(填“向左”、“向右”或“不”) ③15min時，若改變外界反應條件，導致n (NO)發(fā)生圖中所示變化，則改變的條件可能是_________________ (任答一條即可)。 （2）在催化劑作用下，用還原劑[如肼(N2H4)]選擇性地與NOx反應生成N2和H2O。 已知200℃時：Ⅰ.3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g) ΔH1=-32.9 kJmol-1； II. N2H4(g)+H2(g) =2NH3(g) ΔH2=-41.8 kJmol-1。 ①寫出肼的電子式：____________________。 ②200℃時，肼分解成氮氣和氫氣的熱化學方程式為： _____________________________。 ③目前，科學家正在研究一種以乙烯作為還原劑的脫硝原理，其脫硝率與溫度、負載率(分子篩中催化劑的質量分數)的關系如下圖所示。 為達到最佳脫硝效果，應采取的條件是_________________________________________。 （3）利用電解裝置也可進行煙氣處理，如圖可將霧霾中的NO、SO2分別轉化為NH4+和SO42-，陽極的電極反應式為____________________________；物質A是______________ (填化學式)。 【答案】b 5 L/mol 不 增加CO的物質的量濃度或減少生成物濃度或降溫等 N2H4(g)=N2(g)+2H2(g) ΔH=+50.7 kJmol-1 350℃左右、負載率3% SO2+ 2H2O-2e-=SO42-+4H+ H2SO4 【解析】分析：(1)我們知道物質的表面積對反應速度有影響，同樣催化劑的表面積也影響催化效率；利用圖象中NO的數據，結合化學方程式即可算出平衡常數K；當溫度不變時，K值也不變，利用濃度商與K做比較，即可判斷平衡的移動方向；根據外界條件對化學平衡的影響可分析出n(NO)減小的原因；(2)利用 29．（2018屆四川省宜賓市高高三第三次診斷考試）NOx是造成大氣污染的主要物質，用還原法將其轉化為無污染的物質，對于消除環(huán)境污染有重要意義。 （1） 已知：2C(s)+O2(g)2CO(g) △H1= -221.0 kJ/mol N2(g)+O2(g)2NO (g) △H2= +180.5 kJ/mol 2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H3= -746.0 kJ/mol 回答下列問題： ①用焦炭還原NO生成無污染氣體的熱化學方程式為_______。 ②在一定溫度下，向甲、乙、丙三個恒容密閉容器中加入一定量的NO和足量的焦炭，反應過程中測得各容器中c(NO)（mol/L）隨時間（s）的變化如下表。 已知：三個容器的反應溫度分別為T甲= 400℃、T乙= 400℃、T丙= a ℃ 時間 0 s 10 s 20 s 30 s 40 s 甲 2.00 1.50 1.10 0.80 0.80 乙 1.00 0.80 0.65 0.53 0.45 丙 2.00 1.45 1.00 1.00 1.00 甲容器中，該反應的平衡常數K=_______。丙容器的反應溫度a _______400℃（填“?”、“<”或“=”），理由是_______。 （2）用NH3催化還原NOx消除氮氧化物的污染。 已知：8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g) +12H2O(l) △H＜0。相同條件下，在2 L密閉容器內，選用不同的催化劑進行反應，產生N2的量隨時間變化如圖所示。 ①在催化劑A的作用下，0～4 min的v(NH3) = _______。 ②該反應活化能Ea(A)、Ea(B)、Ea(C)由大到小的順序是_______，理由是_______。 ③下列說法正確的是_______（填標號）。 a．使用催化劑A達平衡時，△H值更大 b．升高溫度可使容器內氣體顏色加深 c．單位時間內形成N-H鍵與O-H鍵的數目相等時，說明反應已經達到平衡 d．若在恒容絕熱的密閉容器中反應，當平衡常數不變時，說明反應已經達到平衡 【答案】2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g) △H=-573.75kJ/mol ? 甲、丙容器中反應物起始量相同，丙容器達平衡的時間比甲容器達平衡的時間短 0.5mol/（Lmin） Ea(C) ? Ea(B) ? Ea(A) 相同時間內生成的N2越多，反應速率越快，活化能越低 b c d 【解析】（1）①2C(s)+O2(g) 2CO(g) △H1= -221.0 kJ/mol ②N2(g)+O2(g)2NO (g) △H2= +180.5 kJ/mol ③2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H3= -746.0 kJ/mol ①用焦炭還原NO生成無污染氣體的化學方程式為：2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g)，該方程式由（③+①-②）/2得來，故該反應的△H=（△H3+△H1- △H2）/2=-573.75kJ/mol，故該反應的熱化學方程式為：2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g) △H=-573.75kJ/mol； ②甲容器中，發(fā)生反應2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g)根據容器中c(NO)（mol/L）隨時間（s）的變化， 2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g) 起始濃度 2 0 0 轉化濃度 1.2 0.6 0.6 平衡濃度 0.8 0.6 0.6 30．（2018屆甘肅省西北師范大學附屬中學高三沖刺診斷考試）能源是人類共同關注的重要問題。頁巖氣是從頁巖層中開采出來的一種非常重要的天然氣資源，頁巖氣的主要成分是甲烷，是公認的潔凈能源。 （1）頁巖氣不僅能用作燃料，還可用于生產合成氣(CO和H2)。CH4與H2O(g)通入聚焦太陽能反應器，發(fā)生反應 CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H1 已知：①CH4、H2、CO 的燃燒熱（△H）分別為-a kJ?mol-1、-b kJ?mol-1、-c kJ?mol-1； ②H2O (l) =H2O(g)； △H=+dkJ?mol-1 則△H1= ___________（用含字母a、b、c、d的代數式表示）kJ?mol-1。 （2）用合成氣生成甲醇的反應為：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2，在10L恒容密閉容器中按物質的量之比1∶2充入CO和H2，測得CO的平衡轉化率與溫度和壓強的關系如下圖所示，200℃時n(H2)隨時間的變化如下表所示： t/min 0 1 3 5 n(H2)/mol 8.0 5.4 4.0 4.0 ①△H2_________ (填“>”“<”或“ = ”)0。 ②下列說法正確的是____________ (填標號）。 a.溫度越高，該反應的平衡常數越大 b.達平衡后再充入稀有氣體，CO的轉化率提高 c.容器內氣體壓強不再變化時，反應達到最大限度 d.圖中壓強p1m2>m3 溫度相同時，投料比m增大，增加H2的量，CO2轉化率增大 COS+H2OCO2+H2S ZnO(s)+ H2S(g)=ZnS(s)+ H2O(l) △H=-76.6kJ/mol Fe2++2H+2Fe3++H2↑ 碳棒、鉑棒等惰性電極材料 能 【解析】（1）COS的電子式為；（2）m=越大，越有利于二氧化碳的轉化，二氧化碳的轉化率越大，故m1>m2>m3，理由是溫度相同時，投料比m增大，增加H2的量，CO2轉化率增大；（3）①COS 水解生成二氧化碳和氫硫酸，反應的化學方程式為COS+H2OCO2+H2S；②常溫下，實驗測得脫硫(脫除硫化氫)反應過程中，每消耗4.05g即0.05molZnO，放出3.83 kJ熱量，故若消耗1molZnO則放出76.6kJ熱量。該脫硫反應的熱化學方程式為ZnO(s)+ H2S(g)=ZnS(s)+ H2O(l) △H=-76.6kJ/mol；③電解法使Fe3+“再生”是在酸性條件下Fe2+失電子產生Fe3+，同時生成氫氣，反應的離子方程式為Fe2++2H+2Fe3++H2↑，該反應的陽極材料是碳棒、鉑棒等惰性電極材料；④c(H+) =0.30mol/L，c(Cu2+) =0.10mol/L，c(H2S)0.10mol/L，Ka1(H2S)= ==1.310-7，，Ka2(H2S)=== 7.010-5，，Q sp(CuS) =>Ksp(CuS) = 1.410-36)，故能出現(xiàn)沉淀。 32．（2018屆廣東省茂名市五大聯(lián)盟學校高三五月聯(lián)考）二氧化硫是大氣污染物，利用SO2→CaSO4→CaS轉化可實現(xiàn)變廢為寶。 回答下列問題： (1)已知：Ⅰ．C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H1=+172kJmol-1; Ⅱ．CaSO4(s)+2C(s)=2CO2(g)+CaS(s) △H2=+226kJmol-1。 若某反應的平衡常數表達式為K=c4(CO),請結合反應Ⅰ、Ⅱ寫出此反應的熱化學方程式：_____________。 (2)向體積為2L的恒容密閉容器中充入1molSO2、4molCO和催化劑,發(fā)生反應 SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(g) △H,測得溫度對SO2的轉化率及催化劑效率的影響如圖1所示： ①該反應的△H__________0(填“>”或“<”, 下同 );圖 中M、N兩點的平衡常數：KM_____KN。 ②M點時的化學平衡常數K=____________。 (3)向濃度均為0.01molL-1的Na2SO4和Na2CO3混合溶液中滴加氯化鈣溶液，測得分散系中兩種酸根離子的濃度隨c(Ca2+ )的變化如圖2所示[已知：Ksp(CaCO3)=310-9]： ①圖中 a=_____________。 ②該溫度下,Ksp(CaSO4)=________________。 (4)某研究小組設計圖3所示裝置將副產品CO轉化為CH4和Q。該電解總反應的離子方程式為_____________________________。 (5)標準狀況下,向1L含NaOH、Ca(OH)2各0.1mol的溶液中不斷通入SO2至過量,請畫出生成沉淀的物質的量(mol)與通入SO2體積(L)的關系圖。______ 【答案】CaSO4(s)+4C(s)=4CO(g)+CaS(s) △H=+570kJmol-1 < > 0.11(或) 110-4 910-6 4CO+3CO32-+5H2O6HCO3-+CH4 SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(g) 開始時的濃度（mol/L） 0.5 2 0 0 改變的濃度（mol/L） 0.25 0.5 0.5 0.25 平衡時的濃度（mol/L） 0.25 1.5 0.5 0.25 。 33．（2018屆山東省濱州市高三下學期第二次模擬）碳的化合物在生產生活和環(huán)境保護中應用廣泛。 Ⅰ.碳氧化合物的綜合利用 （1）利用CO可有效降低柴油發(fā)動機在空氣過量條件下的NO 排放。 已知：反應Ⅰ：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746 kJmol-1 反應Ⅱ：4CO(B)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) △H=-1200kJmol-1 則反應NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)的△H=__________kJmol-1。 在一定條件下，將NO2與CO以體積比1：2置于恒容密閉容器中發(fā)生反應Ⅱ，下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是______________。 a.體系壓強保持不變 b.容器中氣體密度保持不變 c.混合氣體顏色保持不變 d.NO2 與CO的體積比保持不變 （2）工業(yè)上利用CO 與Cl2在活性炭催化下合成光(COCl2)，反應方程式為： CO(g) +Cl2(g) COCl2(g) △H<0。某研究小組在恒溫條件下，向2L恒容容器中加入0.2molCO和0.2molCl2，10min時達到平衡，測得10min 內v(COCl2)=7.510-3molL-1min-1，則平衡時n(Cl2)=________ mol，設此時CO的轉化率為a1，若其它條件不變，上述反應在恒壓條件下進行，平衡時CO的轉化率為a2，則a1_______a2 (填“>”“=”或“<”) （3）利用“組合轉化技術”可將CO2 轉化成乙烯，反應方程式為：6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)。實驗測得溫度對CO2 平衡轉化率、催化劑催化效率的影響如圖a所示。下列說法正確的是________________ a.N點正反應速率一定大于M 點正反應速率 b.250℃時，催化劑的催化效率最大 c.M點平衡常數比N點平衡常數大 d.隨著溫度升高，乙烯的產率增大 Ⅱ.碳氫化合物的綜合利用 利用甲烷的裂解可以制得多種化工原料，甲烷裂解時發(fā)生的反應有：2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)，2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) 。實驗測得平衡時氣體分壓(Pa)與溫度(℃)之間的關系如圖b所示(氣體分壓=總壓氣體的物質的量分數)。 （4）1725 ℃時，向1L恒容密閉容器中充入0.3 molCH4達到平衡，則反應2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)的平衡常數KP=___________(用平衡分壓代替平衡濃度)，CH4生成C2H2 的平衡轉化率為__________________。 【答案】-227 ac 0.05 < bc 1.0107Pa 62.5% 【解析】（1）已知：反應Ⅰ：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746 kJmol-1 反應Ⅱ：4CO(B)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) △H=-1200kJmol-1 則反應NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)由 （反應Ⅱ-反應Ⅰ）/2得來，故該反應的△H=（-1200+746）/2= -227 kJmol-1；在一定條件下，將NO2與CO以體積比1：2置于恒容密閉容器中發(fā)生反應Ⅱ，該反應是氣體分子數減少的反應，當 a.體系壓強保持不變，說明各物質的量不變，可以說明達到平衡，故a正確；b.因為該反應中，所有物質均是氣體，氣體總質量、總體積均不變，容器中氣體密度一直不變，故b錯誤；c.混合氣體顏色保持不變，說明NO2(g)濃度不變，故c正確； d.NO2 與CO的體積比剛開始就是1：2，系數之比也是1：2，故在反應過程中NO2 與CO的體積比一直保持不變，故d錯誤；故選ac； （2）根據反應： CO(g) +Cl2(g) COCl2(g) 在恒溫條件下反應 起始濃度 0.1