2019高考化学 元素及其化合物 专题6.1 化学反应中的能量变化高效演练.doc

专题6.1 化学反应中的能量变化1（2018届河南省郑州市高三下学期第三次模拟考试）化学与生活密切相关。下列分析不正确的是A. “煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”，句中涉及的的能量变化主要是化学能转化为热能和光能B. 食品添加剂可以改善食品品质及延长食品保存期，在添加时无需对其用量进行严格控制C. “一带一路”是“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”的简称。丝绸的主要成分是蛋白质D. 绿色化学是指在化学产品的设计、开发和加工生产过程中减少使用或产生对环境有害物质的科学【答案】B 2（2018届湖南省长沙市长郡中学高考押题卷二）淮南万毕术中有“曾青得铁,则化为铜,外化而内不化”，下列说法中正确的是A. “外化”时化学能转化为热能B. “化为铜”表明铁转化为铜C. “内不化”是因为内部的铁活泼性较差D. 反应中溶液由蓝色转化为黄色【答案】A【解析】“曾青得铁，则化为铜”指Fe从CuSO4溶液中置换出Cu，反应为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。A项，“外化”时发生反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，该反应为放热反应，“外化”时化学能转化为热能，A项正确；B项，“化为铜”表明Fe从CuSO4溶液中置换出Cu，B项错误；C项，“内不化”是Fe置换出的Cu覆盖在Fe的表面，导致内部Fe不能与Cu2+反应，C项错误；D项，CuSO4溶液呈蓝色，FeSO4溶液呈淡绿色，D项错误；答案选A。 3（2018届福建省莆田市高三下学期第二次（5月）质量测试）用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是 甲 乙 丙 丁A. 用装置甲进行中和热的测定B. 用装置乙制取CO2气体C. 用装置丙蒸发CH3COONa溶液得CH3COONa晶体D. 用装置丁模拟工业制氨气并检验产物【答案】C 4（2018届福建省福州市高三下学期5月模拟考试）一定条件下，在水溶液中1mol Cl-、ClOx- (x=1，2，3，4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是 A. 这些离子中结合H能力最强的是EB. A、B、C、D、E五种微粒中C最稳定C. CB+D，反应物的总键能大于生成物的总键能D. BA+D反应的热化学方程式为：3ClO(aq) = ClO3(aq) + 2Cl(aq) H = 116kJmol-1【答案】D【解析】分析：从图示变化看，A为Cl-，B为ClO-，C为ClO2-，D为ClO3，E为ClO4-；能量越低越稳定，-1价的Cl-能量最低，也最稳定，+3价的ClO2-能量最高，最不稳定；酸性越弱的酸，越容易结合氢离5（2018届江苏省徐州市高三考前模拟检测）联氨（N2H4）常温下为无色液体，可用作火箭燃料。下列说法不正确的是 2O2(g)N2(g)N2O4(l) H1 N2(g)2H2(g)N2H4(l) H2 O2(g)2H2(g)2H2O(g) H3 2 N2H4(l)N2O4(l)3N2(g)4H2O(g) H4=1048.9 kJmol1A. O2(g)2H2(g)2H2O(l) H5，H5H3B. H42H32H2H1C. 1 mol O2(g) 和2 mol H2(g)具有的总能量高于2 mol H2O(g)D. 联氨和N2O4作火箭推进剂的原因之一是反应放出大量的热【答案】A【解析】分析：本题考查反应热的大小比较，盖斯定律及物质稳定性的比较，依据概念分析。详解：A. O2(g)2H2(g)2H2O(g) H3；O2(g)2H2(g)2H2O(l) H5；两个反应均为放热反应，H均为负值，放热越多H越小，由于生成液态水放热更多，所以H5 MgBr2 MgCl2 MgF2C. 工业上可由电解MgCl2溶液冶炼金属Mg，该过程需吸收热量D. 由图可知此温度下MgBr2(s)与Cl2(g)反应的热化学方 程式为：MgBr2(s)+Cl2(g)MgCl2(s)+Br2(g) H=+117 kJmol-1【答案】A【解析】根据图像可知，反应物总能量大与生成物总能量，均为放热反应， H均小于零，能自发进行，A正确；反应放热越多，生成的物质越稳定。比较反应热大小可知热稳定顺序为：MgI2 MgBr2 MgCl2 0B. 反应也是CO2资源化利用的方法之一C. 反应CH3OH(g)=1/2CH3OCH3(g)+1/2H2O(g) H=d/2kJ/molD. 反应2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)的H=-(2b+2c+d)kJ/mol【答案】D【解析】A，反应、生成H2和CO2，为反应提供原料气，反应C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）为吸热反应，a0，A项正确；B，反应消耗CO2，是CO2资源化利用的方法之一，B项正确；C，反应的化学计量数变为原来的，H也变为原来的，反应CH3OH（g）=1/2CH3OCH3（g）+1/2H2O（g）H=d/2kJ/mol，C项正确；D，应用盖斯定律，将2+2+得，2CO（g）+4H2（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g）H=（2b+2c+d）kJ/mol，D项错误；答案选D。18（2018届浙江新高考研究联盟第二次联考）根据如图的能量图，下列说法正确的是 A. A2(g)+B2(g)=2AB(g)是一个放热反应B. 2molAB的总能量大于1molA2和lmolB2的能量之和C. 1molA2(g)和1molB2(g)的能量之和为a kJD. 2AB(g)=A2(l)+B2(l) H(b-a)kJ/mo1【答案】D 19（2018届河南省天一大联考高三阶段性测试三）铁系氧化物材料在光催化、电致变色、气敏传感器以及光电化学器件中有着广泛的应用和诱人的前景。实验室中可利用FeCO3和O2为原料制备少量铁红，每生成160g固体铁红放出130kJ热量，则下列有关该反应的热化学方程式书写正确的是A. 2FeCO3(s)+O2 (g) =Fe2O3(s)+2CO2(g) H-130 kJ/molB. 4 FeCO3(s)O2 (g) =2Fe2O3(s)+4CO2(g) H+260 kJ/molC. 4 FeCO3(s)O2 (g) =2Fe2O3(s)+4CO2(g) H-260 kJ/molD. 4 FeCO3(s)O2 (g) =2Fe2O3(s)+4CO2(g) H+130 kJ/mol【答案】C【解析】160g铁红的物质的量为1mol，每生成160g固体铁红放出130kJ热量，生成2mol Fe2O3放出260kJ，所以热化学方程式为4FeCO3(s)O2(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g) H-260kJ/mol，故C正确。20（2018届浙江省温州市高三选考适应性测试二模）室温下，CuSO4(s)和 CuSO45H2O(s)溶于水及CuSO45H2O受热分解的能量变化如图所示，下列说法不正确的是 A. 将CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低B. 将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高C. H3H2D. H1=H2+H3【答案】D 21（2018届吉林省百校联盟高三TOP20九月联考）几种物质的量关系如图所示，下列说法正确的是 A. C(s)+2H2(g)=CH4(g) H=-74.8kJ/molB. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) H=890.3kJ/molC. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) H=-74.8kJ/molD. E1在数值上等于1mol CH4的总键能与2mol H2总键能的差值【答案】A【解析】A. 根据图像可知C(s)+2H2(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(1) H-965.1kJ/molCH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(1) H890.3kJ/mol根据盖斯定律可知即得到C(s)+2H2(g)CH4(g) H=-74.8kJ/mol，A正确；B. 根据图像可知CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(1) H890.3kJ/mol，B错误；C. 根据以上分析可知C错误；D. E1在数值上等于1molCH4的总键能与1mol碳和2molH2总键能的差值，D错误，答案选A。22（2018届湖南省永州市高三上学期第一次模拟考试）下列的图示与对应的叙述相符的是 A. 图1表示向l00mL0.l molL-l的A1Cl3溶液中滴加1 molL-1的NaOH溶液时n Al(OH)3的变化情况B. 图2表示KNO3的溶解度曲线，图中a点表示的溶液通过升温可以得到b点C. 图3表示某一放热反应，若使用催化剂，E1、E2、H都会发生改变D. 图4表示向Na2CO3溶液中滴加稀盐酸时，产生n(CO2)的情况【答案】A 23（2018届“江淮十校”高三第一次联考）已知2Fe2O3(s) +3C(s)=3CO2(g) +4Fe(s) H=+468.2 kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g) H=-393.5 kJ/mol根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是 ( )A. C(s)的燃烧热为393.5kJB. 右图可表示由C生成CO2的反应过程和能量关系C. O2(g)与Fe(s)反应放出824.35kJ热量时，转移电子数为4NAD. Fe2O3(s)+ C(g)= CO2(g)+2Fe(s) H 234.1 kJ/mol【答案】D 24（2018届河南省林州市第一中学高三8月调研考试）如图为氟利昂（如CFCl3）破坏臭氧层的反应过程示意图，下列说法不正确的是 A. 过程中断裂极性键CCl键 B. 过程可表示为O3+Cl=ClO+O2C. 过程中O+O=O2是吸热过程 D. 上述过程说明氟利昂中氯原子是破坏O3的催化剂【答案】C【解析】A、过程中CFCl3转化为CFCl2和氯原子，断裂极性键C-Cl键，选项A正确；B、根据图中信息可知，过程可表示为O3 + Cl = ClO + O2，选项B正确；C、原子结合成分子的过程是放热的，选项C错误；D、上述过程说明氟利昂中氯原子是破坏O3的催化剂，选项D正确。答案选C。25（2018届福建省永春县第一中学等校高三上学期第一次四校联考）砷为VA族元素，金属冶炼过程产生的含砷有毒废水需处理与检测。I已知：As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) H1H2(g)+O2(g)=H2O(l) H22As(s)+O2(g) =As2O5(s) H3则反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的H =_。II.冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在，可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水，其工艺流程如下：已知：As2S3与过量的S2-存在以下反应：As2S3(s)+3S2-(aq) 2AsS33-(aq)；亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。（1）亚砷酸中砷元素的化合价为_；砷酸的第一步电离方程式为_。（2）“一级沉砷”中FeSO4的作用是_； “二级沉砷”中H2O2与含砷物质反应的化学方程式为_。III.去除水体中的砷，将As()转化为As()，也可选用NaClO实现该转化。研究NaClO投加量对As()氧化率的影响得到如下结果： 已知：投料前水样pH5.81，0.1mol/LNaClO溶液pH10.5，溶液中起氧化作用的物质是次氯酸。产生此结果的原因是_。【答案】2H1-3H2-H3 +3 H3AsO4H+H2AsO4- 沉淀过量的S2-，使As2O3(a)+3S2-(aq)2AsS32-(aq) 平衡左移，提高沉砷效果。 H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O 起氧化作用的物质是次氯酸，NaClO溶液为碱性，当加入量大时，溶液碱性增强，NaClO溶液浓度增大，水解程度降低，次氯酸不易生成，所以As()氧化率降低 26（2018届广东省佛山市普通高中高三教学质量检测一）甲醇水蒸气重整制氢(SRM)系统简单，产物中H2 含量高、CO含量低(CO会损坏燃料电池的交换膜)，是电动汽车氢氧燃料电池理想的氢源。反应如下:反应(主) :CH3OH(g)+ H2O(g) CO2(g)+ 3H2(g) H1=+49kJ/mol反应(副) :H2(g)+ CO2(g) CO(g)+ H2O(g) H2=+41kJ/mol温度高于300则会同时发生反应: CH3OH(g) CO(g)+2H2(g) H3（1）计算反应的H3= _。（2）反应1能够自发进行的原因是_，升温有利于提高CH3OH转化率，但也存在一个明显的缺点是_。（3）右图为某催化剂条件下，CH3OH转化率、CO生成率与温度的变化关系。 随着温度的升高,CO的实际反应生成率没有不断接近平衡状态生成率的原因是_ (填标号)。A.反应逆向移动B.部分CO 转化为CH3OHC.催化剂对反应的选择性低D.催化剂对反应的选择性低随着温度的升高，CH3OH 实际反应转化率不断接近平衡状态转化率的原因是_。写出一条能提高CH3OH转化率而降低CO生成率的措施_。（4）250，一定压强和催化剂条件下，1.00molCH3OH 和1.32molH2O 充分反应(已知此条件下可忽略反应 ),平衡时测得H2为2.70mol,CO有0.030mol,试求反应中CH3OH 的转化率_，反应的平衡常数_(结果保留两位有效数字)【答案】+90kJ/mol 反应为熵增加的反应 CO含量升高，破坏燃料电池的交换膜 C 升温反应速率加快 其它条件不变，提高n(水)/n(甲醇)的比例 (或其它条件不变，选择更合适的借化剂) 91% 5.610-3 （4）达平衡时CO有0.03mol，根据反应得到参与反应的氢气为0.03mol，所以反应生成的氢气为2.73mol（平衡剩余氢气2.7mol），根据反应，消耗的甲醇为0.91mol，所以甲醇转化率为91%。根据反应的数据，消耗的水为0.91mol，生成的CO2为0.91mol，则剩余1.32-0.91=0.41mol水，在反应中应该消耗0.03molCO2，生成0.03molCO和0.03mol水，所以达平衡时，水为0.41+0.03=0.44mol，CO2为0.91-0.03=0.88mol。所以反应的平衡常数为（设容器体积为V）。27（2018届山西河南省高三年级阶段性测评（四）晋豫省际大联考）“千年大计、国家大事”，雄安新区无疑是今年最受瞩目的地区。不过，近日媒体报道河北廊坊、天津等地存在超大规模的工业污水渗坑，给雄安新区的水环境带来隐患，目前正采用多种方法对污水进行处理，改善水资源状况。（1）在微生物作用的条件下,废水中的NH4+经过两步反应氧化成NO3-，两步反应的能量变化示意图如下: 第一步反应是_反应(选填“放热”或“吸热”)，判新依据是_。1mol NH4+ (aq)全部氧化成NO3- (aq)的热化学方程式为_。一定条件下,向废水中加入CH3OH,将HNO3还原成N2。若该过程中CH3OH反应生成CO2,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比为_.（2）二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色到橙黄色的气体，是国际上公认为安全、无毒的绿色消毒剂,可以投入废水中清除污染物。二氧化氯可以将废水中的氰化物(CN-)氧化成两种无污染气体.写出离子方程式_。废水中的重金属离子的危害性很大，二氧化氯能够在弱酸性溶液中把二价锰离子氧化成不溶于水的二氧化锰(MnO2)，写出反应的离子方程式_。【答案】放热 H=-273kJ/mol（或反应物的总能量大于生成物的总能量） 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）从图中得到第一步反应的反应物的能量高于生成物的能量，所以是放热反应。从左图得到NH4+(aq)+3/2O2(g)=2H+(aq)+NO2-(aq)+H2O(l) H=-273kJ/mol；从右图得到NO2(aq)+1/2O2(g) = NO3(aq) 28（2018届吉林省吉大附中高三第四次模拟考试）李克强总理在2018年国务院政府工作报告中强调“今年二氧化硫、氮氧化物排放量要下降3%。”因此，研究烟气的脱硝(除NOx)、脱硫(除SO2)技术有着积极的环保意义。（1）汽车的排气管上安装“催化转化器”，其反应的热化学方程式为：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) H=-746.50kJmol-1。T时，将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中，若温度和体积不变，反应过程中(015min) NO的物质的量随时间变化如图。 图中a、b分别表示在相同温度下，使用质量相同但表面积不同的催化剂时，达到平衡过程中n (NO)的变化曲线，其中表示催化剂表面积较大的曲线是_。（填“a”或“b”）T时，该反应的化学平衡常数K=_；平衡时若保持温度不变，再向容器中充入CO、CO2各0.2 mol，则平衡将_移动。(填“向左”、“向右”或“不”)15min时，若改变外界反应条件，导致n (NO)发生图中所示变化，则改变的条件可能是_ (任答一条即可)。（2）在催化剂作用下，用还原剂如肼(N2H4)选择性地与NOx反应生成N2和H2O。已知200时：.3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g) H1=-32.9 kJmol-1；II. N2H4(g)+H2(g) =2NH3(g) H2=-41.8 kJmol-1。写出肼的电子式：_。200时，肼分解成氮气和氢气的热化学方程式为： _。目前，科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝原理，其脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如下图所示。 为达到最佳脱硝效果，应采取的条件是_。（3）利用电解装置也可进行烟气处理，如图可将雾霾中的NO、SO2分别转化为NH4+和SO42-，阳极的电极反应式为_；物质A是_ (填化学式)。 【答案】b 5 L/mol 不 增加CO的物质的量浓度或减少生成物浓度或降温等 N2H4(g)=N2(g)+2H2(g) H=+50.7 kJmol-1 350左右、负载率3% SO2+ 2H2O-2e-=SO42-+4H+ H2SO4【解析】分析：(1)我们知道物质的表面积对反应速度有影响，同样催化剂的表面积也影响催化效率；利用图象中NO的数据，结合化学方程式即可算出平衡常数K；当温度不变时，K值也不变，利用浓度商与K做比较，即可判断平衡的移动方向；根据外界条件对化学平衡的影响可分析出n(NO)减小的原因；(2)利用29（2018届四川省宜宾市高高三第三次诊断考试）NOx是造成大气污染的主要物质，用还原法将其转化为无污染的物质，对于消除环境污染有重要意义。（1） 已知：2C(s)+O2(g)2CO(g) H1= -221.0 kJ/molN2(g)+O2(g)2NO (g) H2= +180.5 kJ/mol2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) H3= -746.0 kJ/mol回答下列问题：用焦炭还原NO生成无污染气体的热化学方程式为_。在一定温度下，向甲、乙、丙三个恒容密闭容器中加入一定量的NO和足量的焦炭，反应过程中测得各容器中c(NO)（mol/L）随时间（s）的变化如下表。已知：三个容器的反应温度分别为T甲= 400、T乙= 400、T丙= a 时间0 s10 s20 s30 s40 s甲2.001.501.100.800.80乙1.000.800.650.530.45丙2.001.451.001.001.00 甲容器中，该反应的平衡常数K=_。丙容器的反应温度a _400（填“”、“”“”或“ = ”)0。下列说法正确的是_ (填标号）。a.温度越高，该反应的平衡常数越大b.达平衡后再充入稀有气体，CO的转化率提高c.容器内气体压强不再变化时，反应达到最大限度d.图中压强p1p2 03 min内用CH3OH表示的反应速率v(CH3OH)=_mol L-1min-1。 200时，该反应的平衡常数K =_。向上述200达到平衡的恒容密闭容器中再加入2 mol CO、2 mol H2、2 mol CH3OH，保持温度不变，则化学平衡_(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。（3）甲烷、氧气和KOH溶液可组成燃料电池。标准状况下通入5.6 L甲烷，测得电路中转移1.2 mol电子，则甲烷的利用率为_。【答案】-a+3b+cd m2m3 温度相同时，投料比m增大，增加H2的量，CO2转化率增大 COS+H2OCO2+H2S ZnO(s)+ H2S(g)=ZnS(s)+ H2O(l) H=-76.6kJ/mol Fe2+2H+2Fe3+H2 碳棒、铂棒等惰性电极材料 能【解析】（1）COS的电子式为；（2）m=越大，越有利于二氧化碳的转化，二氧化碳的转化率越大，故m1m2m3，理由是温度相同时，投料比m增大，增加H2的量，CO2转化率增大；（3）COS 水解生成二氧化碳和氢硫酸，反应的化学方程式为COS+H2OCO2+H2S；常温下，实验测得脱硫(脱除硫化氢)反应过程中，每消耗4.05g即0.05molZnO，放出3.83 kJ热量，故若消耗1molZnO则放出76.6kJ热量。该脱硫反应的热化学方程式为ZnO(s)+ H2S(g)=ZnS(s)+ H2O(l) H=-76.6kJ/mol；电解法使Fe3+“再生”是在酸性条件下Fe2+失电子产生Fe3+，同时生成氢气，反应的离子方程式为Fe2+2H+2Fe3+H2，该反应的阳极材料是碳棒、铂棒等惰性电极材料；c(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)，故能出现沉淀。32（2018届广东省茂名市五大联盟学校高三五月联考）二氧化硫是大气污染物，利用SO2CaSO4CaS转化可实现变废为宝。回答下列问题：(1)已知：C(s)+CO2(g)=2CO(g) H1=+172kJmol-1;CaSO4(s)+2C(s)=2CO2(g)+CaS(s) H2=+226kJmol-1。若某反应的平衡常数表达式为K=c4(CO),请结合反应、写出此反应的热化学方程式：_。(2)向体积为2L的恒容密闭容器中充入1molSO2、4molCO和催化剂,发生反应SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(g) H,测得温度对SO2的转化率及催化剂效率的影响如图1所示： 该反应的H_0(填“”或“”, 下同 );图 中M、N两点的平衡常数：KM_KN。M点时的化学平衡常数K=_。(3)向浓度均为0.01molL-1的Na2SO4和Na2CO3混合溶液中滴加氯化钙溶液，测得分散系中两种酸根离子的浓度随c(Ca2+ )的变化如图2所示已知：Ksp(CaCO3)=310-9： 图中 a=_。该温度下,Ksp(CaSO4)=_。(4)某研究小组设计图3所示装置将副产品CO转化为CH4和Q。该电解总反应的离子方程式为_。 (5)标准状况下,向1L含NaOH、Ca(OH)2各0.1mol的溶液中不断通入SO2至过量,请画出生成沉淀的物质的量(mol)与通入SO2体积(L)的关系图。_ 【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)开始时的浓度（mol/L） 0.5 2 0 0改变的浓度（mol/L） 0.25 0.5 0.5 0.25平衡时的浓度（mol/L） 0.25 1.5 0.5 0.25。33（2018届山东省滨州市高三下学期第二次模拟）碳的化合物在生产生活和环境保护中应用广泛。.碳氧化合物的综合利用（1）利用CO可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NO 排放。 已知：反应：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) H=-746 kJmol-1反应：4CO(B)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) H=-1200kJmol-1则反应NO2(g)+