【优化方案】高考化学二轮复习 高考真题专题分类详解 专题4 化学反应中的能量变化（含解析）.doc

四、化学反应中的能量变化1(2013高考新课标全国卷)在1 200 时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：h2s(g)o2(g)=so2(g)h2o(g)h12h2s(g)so2(g)=s2(g)2h2o(g)h2h2s(g)o2(g)=s(g)h2o(g)h32s(g)=s2(g)h4则h4的正确表达式为()ah4(h1h23h3)bh4(3h3h1h2)ch4(h1h23h3)dh4(h1h23h3)解析：选a。根据盖斯定律找出各反应的反应热之间的关系。将前三个热化学方程式分别标为、，根据盖斯定律，由2可得：2s(g)=s2(g)h4(h1h23h3)。2(2013高考重庆卷)已知：p4(g)6cl2(g)=4pcl3(g)ha kjmol1，p4(g)10cl2(g)=4pcl5(g)hb kjmol1，p4具有正四面体结构，pcl5中pcl键的键能为c kjmol1，pcl3中pcl键的键能为1.2c kjmol1。下列叙述正确的是()app键的键能大于pcl键的键能b可求cl2(g) pcl3(g)=pcl5(s)的反应热hcclcl键的键能为(ba5.6c)/4 kjmol1 dpp键的键能为(5a3b12c)/8 kjmol1解析：选c。根据盖斯定律和焓变与键能的关系解答。a.根据cl原子半径小于p原子半径，可判断pp键键长大于pcl键键长，所以pp键的键能小于pcl键的键能，故a错误。b.根据盖斯定律可得cl2(g)pcl3(g)=pcl5(g)h(ba)/4 kjmol1，但不知pcl5(g)转化为pcl5(s)时的热效应，故b错误。c.由b选项分析得出的热化学方程式可知：(ba)/4x(clcl键的键能)31.2c5c，x(ba)/41.4c，故c正确。d.由p4(g)6cl2(g)=4pcl3(g)ha kjmol1可知：a6y(pp键的键能)6121.2c，得：y，d错误。3(2013高考福建卷)某科学家利用二氧化铈(ceo2)在太阳能作用下将h2o、co2转变成h2、co。其过程如下：mceo2(mx)ceo2xcexo2(mx)ceo2xcexh2oxco2mceo2xh2xco下列说法不正确的是()a该过程中ceo2没有消耗b该过程实现了太阳能向化学能的转化c右图中h1h2h3d以co和o2构成的碱性燃料电池的负极反应式为co4oh2e=co2h2o解析：选c。a.根据题干中已知的两个反应可以看出，ceo2在反应前后没有变化，ceo2应是水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳的催化剂。b.在太阳能的作用下，水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳，太阳能转化为化学能。c.根据盖斯定律可知h3h1h2。d.以一氧化碳和氧气构成的碱性燃料电池，负极应为一氧化碳失电子，在碱性条件下一氧化碳应变为碳酸根离子，结合选项中所给的电极反应式，再根据电荷守恒、得失电子守恒则可判断其正确。4(2013高考新课标全国卷)二甲醚(ch3och3)是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为h2、co和少量的co2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：甲醇合成反应：()co(g)2h2(g)=ch3oh(g)h190.1 kjmol1()co2(g)3h2(g)=ch3oh(g)h2o(g)h249.0 kjmol1水煤气变换反应：()co(g)h2o(g)=co2(g)h2(g)h341.1 kjmol1二甲醚合成反应：()2ch3oh(g)=ch3och3(g)h2o(g)h424.5 kjmol1回答下列问题：(1)al2o3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度al2o3的主要工艺流程是_(以化学方程式表示)。(2)分析二甲醚合成反应()对于co转化率的影响：_。(3)由h2和co直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为_。根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响：_。(4)有研究者在催化剂(含cuznalo和al2o3)、压强为5.0 mpa的条件下，由h2和co直接制备二甲醚，结果如下图所示。其中co转化率随温度升高而降低的原因是_。(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kwhkg1)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为_，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生_个电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20 v，能量密度e_(列式计算。能量密度电池输出电能/燃料质量，1 kwh3.6106 j)。解析：从元素化合物，影响化学反应速率及平衡因素，盖斯定律，原电池原理以及与物理知识综合运用分析推理。(1)工业上从铝土矿制备高纯度al2o3的主要工艺流程是al2o3(铝土矿)2naoh=2naalo2h2o、naalo2co22h2o=al(oh)3nahco3或al2o32naoh3h2o=2naal(oh)4、naal(oh)4co2=al(oh)3nahco3、2al(oh)3al2o33h2o。(2)由二甲醚合成反应2ch3oh(g)=ch3och3(g)h2o(g)，由于消耗甲醇，使反应co(g)2h2(g)=ch3oh(g)中产物减少，平衡右移，co转化率增大；同时由于生成h2o(g)，使水煤气变换反应：co(g)h2o(g)=co2(g)h2(g)平衡右移，消耗部分co。(3)写出由h2和co直接制备二甲醚的化学方程式：4h22co=ch3och3h2o。由()得：2co(g)4h2(g)=2ch3oh(g)h1(90.1)2 kjmol1；由()得：2ch3oh(g)=ch3och3(g)h2o(g)h424.5 kjmol1；以上两式相加得所求热化学方程式的h(90.12)kjmol1(24.5)kjmol1204.7 kj mol1。故热化学方程式为4h2(g)2co(g)=ch3och3(g)h2o(g)h204.7 kjmol1。直接制备二甲醚的反应为气体分子数减少的反应，压强升高，平衡右移，co和h2的转化率都增大，ch3och3的产率增加。同时压强升高使co和h2的浓度增加，反应速率也增大。(4)h2和co直接制备二甲醚的反应为放热反应，温度升高，平衡向左移动，co转化率和ch3och3产率都降低。(5)二甲醚直接燃料电池的总反应为ch3och33o2=2co23h2o，负极反应式的书写步骤：第一步先写反应物、生成物：ch3och32co2；第二步写明转移电子数：ch3och312e2co2；第三步配平：3h2och3och312e=2co212h。1 mol二甲醚被氧化生成2 mol co2，失去12na个电子，故1个二甲醚分子转移12个电子。据能量密度电池输出电能/燃料质量，若燃料质量为1 kg，则：(3.6106 jkw1h1)8.39 kwhkg1。答案：(1)al2o3(铝土矿)2naoh3h2o=2naal(oh)4、naal(oh)4co2=al(oh)3nahco3、2al(oh)3al2o33h2o(2)消耗甲醇，促进甲醇合成反应()平衡右移，co转化率增大；生成的h2o(g)，通过水煤气变换反应()消耗部分co(3)2co(g)4h2(g)=ch3och3(g)h2o(g)h204.7 kjmol1该反应分子数减小，压强升高使平衡右移，co和h2转化率增大，ch3och3产率增加。压强升高使co和h2浓度增加，反应速率增大(4)反应放热，温度升高，平衡左移(5)ch3och33h2o=2co212h12e12(3.6106 jkw1h1)8.39 kwhkg15(2013高考天津卷)某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物pm2.5(直径小于等于2.5 m的悬浮颗粒物)，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对pm2.5、so2、nox等进行研究具有重要意义。请回答下列问题： (1)将pm2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表： 离子knanhsonocl浓度/ moll1410661062105410531052105根据表中数据判断pm2.5的酸碱性为_，试样的ph_。(2)为减少so2的排放，常采取的措施有：将煤转化为清洁气体燃料。已知：h2(g) o2(g)=h2o(g) h241.8 kjmol1c(s)o2(g)=co(g) h110.5 kjmol1写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：_。洗涤含so2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是_。a.ca(oh)2bna2co3ccacl2 dnahso3(3)汽车尾气中nox和co的生成及转化已知汽缸中生成no的反应为n2(g)o2(g)2no(g) h0若1 mol空气中含0.8 mol n2和0.2 mol o2,1 300 时在密闭容器内反应达到平衡，测得no为8104 mol。计算该温度下的平衡常数k_。汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内no排放量越大，原因是_。汽车燃油不完全燃烧时产生co，有人设想按下列反应除去co：2co(g)=2c(s)o2(g)已知该反应的h0，简述该设想能否实现的依据：_。目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少co和no的污染，其化学反应方程式为_。解析：从化学平衡的角度思考、解决问题。(1)根据电荷守恒：c(k)c(na)c(nh)0 0.8 mol 0.2 mol 0 4104 mol 4104 mol 8104 mol 8104 mol设容器体积为v，则：k4106。温度升高，上述反应正向进行，并且反应速率加快，所以单位时间内生成的no的量增加。该反应为熵减小的反应，即s0可知该反应在任何温度下均不能自发进行。co和no反应生成无污染的气体只能为n2和co2，所以反应为2co2no2co2n2。答案：(1)酸性4(2)c(s)h2o(g)=co(g)h2(g)h131.3 kjmol1a、b(3)4106温度升高，反应速率加快，平衡右移该反应是焓增、熵减的反应，任何温度下均不自发进行2co2no2co2n26(2013高考浙江卷)捕碳技术(主要指捕获co2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前nh3和(nh4)2co3已经被用作工业捕碳剂，它们与co2可发生如下可逆反应：反应：2nh3(l)h2o(l)co2 (g)(nh4)2co3(aq) h1反应：nh3(l)h2o(l)co2(g)nh4hco3(aq)h2反应：(nh4)2co3(aq)h2o(l)co2(g)2nh4hco3(aq) h3请回答下列问题：(1)h3与h1、h2之间的关系是h3_。(2)为研究温度对(nh4)2co3捕获co2效率的影响，在某温度t1下，将一定量的(nh4)2co3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的co2气体(用氮气作为稀释剂)，在t时刻，测得容器中co2气体的浓度。然后分别在温度为t2、t3、t4、t5下，保持其他初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得co2气体浓度，得到趋势图(见图1)。则：h3_0(填“”、“”或“”)。在t1t2及t4t5二个温度区间，容器内co2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势，其原因是_。反应在温度为t1时，溶液ph随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t1时，将该反应体系温度迅速上升到t2，并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的ph变化总趋势曲线。(3)利用反应捕获co2，在(nh4)2co3初始浓度和体积确定的情况下，提高co2吸收量的措施有_(写出2个)。(4)下列物质中也可能作为co2捕获剂的是_。anh4cl bna2co3 choch2ch2oh dhoch2ch2nh2解析：结合题给图像，用盖斯定律、化学平衡原理作理论指导进行分析、解决相关问题。(1)根据盖斯定律，由反应2减反应可得：(nh4)2co3(aq)h2o(l)co2(g) 2nh4hco3(aq)，则有h32h2h1。(2)由图1可知，当温度为t3时，可逆反应达到平衡状态，温度升高，co2的浓度逐渐增大，说明平衡逆向移动，正反应为放热反应，则有h30。在t1t2区间，此时可逆反应未达到平衡，温度升高，化学反应速率加快，平衡正向移动，co2的捕获量随温度的升高而提高。在t4t5区间，此时可逆反应已达到平衡状态，由于该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，co2的捕获量随温度的升高而降低。t1时刻，温度迅速升高到t2，平衡逆向移动，溶液的