(北京專用)2019版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第17講 化學(xué)能與熱能練習(xí)

第 17 講化學(xué)能與熱能A 組基礎(chǔ)題組1.(2017 北京朝陽(yáng)期中,8)聯(lián)氨(N2H4)是一種應(yīng)用廣泛的化工原料,可用作火箭燃料。已知:N2H4(l)+1/2N2O4(l)3/2N2(g)+2H2O(l) H=-546.45 kJ/molH2O(g)H2O(l) H=-44.0 kJ/mol則 2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g)的  H 是(  )A.-916.9 kJ/mol B.-458.45 kJ/molC.+916.9 kJ/mol D.+458.45 kJ/mol2.(2017 北京西城期末,6)2SO2(g)+O2(g)示。下列說(shuō)法中,不正確的是()2SO3(g)  H=a kJ·mol-1,反應(yīng)過(guò)程中的能量變化如圖所A.a<0B.過(guò)程可能使用了催化劑C.使用催化劑可以提高 SO2 的平衡轉(zhuǎn)化率D.反應(yīng)物斷鍵吸收能量之和小于生成物成鍵釋放能量之和3.(2018 北京西城期末)下列屬于吸熱反應(yīng)的是()A.氧化鈣與水反應(yīng)B.鐵絲在氧氣中燃燒C.NaOH 溶液與鹽酸反應(yīng)D.Ba(OH)2·8H2O 晶體與 NH4Cl 晶體反應(yīng)4.(2017 北京海淀期中,8)已知:2H2O2(l)中,H2O2 的分解過(guò)程為:2H2O(l)+O2(g)  H=-98 kJ·mol-1。在含少量 I-的溶液.H2O2(l)+I-(aq).H2O2(l)+IO-(aq)H2O(l)+IO-(aq)   H1H2O(l)+O2(g)+I-(aq)  H2下列說(shuō)法不正確的是()A. H1+ H2= H1B.I-是 H2O2 分解反應(yīng)的催化劑C.欲分解 2 mol H2O2(l),至少需要提供 98 kJ 的熱量D.若生成 1 mol O2,則反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 2 mol5.(2017 北京房山一模,9)處理燃燒產(chǎn)生的煙道氣 CO 和 SO2,方法之一是在一定條件下將其催化轉(zhuǎn)化為 CO2和 S。已知:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)  H=-566.0 kJ/molS(s)+O2(g)SO2(g)  H=-296.0 kJ/mol下列說(shuō)法中正確的是()A.轉(zhuǎn)化有利于碳參與自然界的元素循環(huán)B.轉(zhuǎn)化中 S 和 O2 屬于不同的核素C.可用澄清的石灰水鑒別 CO2 與 SO2D.轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)方程式是:2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g) H=+270 kJ/mol6.(2017 北京豐臺(tái)期末,8)工業(yè)上可以利用水煤氣(H2、CO)合成二甲醚(CH3OCH3),同時(shí)生成 CO2。2H2(g)+CO(g)2CH3OH(g)CO(g)+H2O(g)CH3OH(g)  H=-91.8 kJ/molCH3OCH3(g)+H2O(g)  H=-23.5 kJ/molCO2(g)+H2(g)  H=-41.3 kJ/mol下列說(shuō)法不正確的是()A.二甲醚與乙醇互為同分異構(gòu)體B.CH3OCH3 中只含有極性共價(jià)鍵C.CH3OH 和乙醇均可發(fā)生消去反應(yīng)D.水煤氣合成二甲醚的熱化學(xué)方程式為 3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3 (g)+CO2(g) H=-248.4 kJ/mol7.(2017 北京朝陽(yáng)二模,11)NH3 催化還原 NO 是重要的煙氣脫硝技術(shù),其反應(yīng)過(guò)程與能量關(guān)系如左下圖;研究發(fā)現(xiàn)在以 Fe2O3 為主的催化劑上可能發(fā)生的反應(yīng)過(guò)程如右下圖。下列說(shuō)法正確的是()A.NH3 催化還原 NO 為吸熱反應(yīng)B.過(guò)程中 NH3 斷裂非極性鍵2C.過(guò)程中 NO 為氧化劑,Fe2+為還原劑D.脫硝的總反應(yīng)為:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)8.(2018 北京海淀期末)已知:H2(g)+Cl2(g)4N2(g)+6H2O(g)2HCl(g)反應(yīng)的能量變化示意圖如下:下列說(shuō)法正確的是()A.點(diǎn)燃條件和光照條件下,反應(yīng)的  H 不同B.反應(yīng)的  H 約為2c-(a+b) kJ/molC.“假想的中間物質(zhì)”的總能量低于起始態(tài) H2 和 Cl2 的總能量D.反應(yīng)涉及的物質(zhì)中,既有含極性鍵的物質(zhì),也有含非極性鍵的物質(zhì)B 組提升題組9.(2015 北京理綜,9)最新報(bào)道:科學(xué)家首次用 X 射線激光技術(shù)觀察到 CO 與 O 在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過(guò)程。反應(yīng)過(guò)程的示意圖如下:下列說(shuō)法正確的是()A.CO 和 O 生成 CO2 是吸熱反應(yīng)B.在該過(guò)程中,CO 斷鍵形成 C 和 OC.CO 和 O 生成了具有極性共價(jià)鍵的 CO2D.狀態(tài)狀態(tài)表示 CO 與 O2 反應(yīng)的過(guò)程10.(2017 北京東城一模,26)半水煤氣是工業(yè)合成氨的原料氣,其主要成分為 H2、CO、CO2、N2 和 H2O(g)。半水煤氣經(jīng)過(guò)下列步驟轉(zhuǎn)化為合成氨的原料。H2、CO、CO2、N2、H2O(g)H2、N2、CO2H2、N2(1)步驟,CO 變換反應(yīng)的能量變化如下圖所示:3CO 變換反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是。一定條件下,向體積固定的密閉容器中充入 a L 半水煤氣,發(fā)生 CO 變換反應(yīng)。測(cè)得不同溫度(T1、T2)下氫氣的體積分?jǐn)?shù)  (H2)與時(shí)間的關(guān)系如下圖所示。.T1、T2 的大小關(guān)系及判斷理由是。.請(qǐng)?jiān)谏蠄D中畫(huà)出其他條件相同時(shí),起始充入 0.5a L 半水煤氣,T2 溫度下氫氣的體積分?jǐn)?shù)  (H2)隨時(shí)間的變化曲線。(2)步驟,用飽和 Na2CO3 溶液作吸收劑脫除 CO2 時(shí),初期無(wú)明顯現(xiàn)象,后期有固體析出。溶液中離子濃度關(guān)系正確的是(選填字母)。a.吸收前:c(Na+)>c(C)>c(OH-)>c(HC)b.吸收初期:2c(C)+2c(HC)+2c(H2CO3)=c(Na+)c.吸收全進(jìn)程:c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(HC  )+c(OH-)后期析出固體的成分及析出固體的原因是。當(dāng)吸收劑失效時(shí),請(qǐng)寫(xiě)出一種可使其再生的方法(用化學(xué)方程式表示):。11.從古至今,鐵及其化合物在人類生產(chǎn)、生活中的作用發(fā)生了巨大變化。(1)古代中國(guó)四大發(fā)明之一的司南是由天然磁石制成的,其主要成分是(填字母序號(hào))。a.Feb.FeOc.Fe3O4d.Fe2O3(2)現(xiàn)代利用鐵的氧化物循環(huán)裂解水制氫氣的過(guò)程如下圖所示。整個(gè)過(guò)程與溫度密切相關(guān),當(dāng)溫度低于570 時(shí),Fe3O4(s)和 CO(g)反應(yīng)得到的產(chǎn)物是 Fe(s)和 CO2(g),阻礙循環(huán)反應(yīng)的進(jìn)行。4已知:Fe3O4(s)+CO(g) H1=+19.3 kJ·mol-13FeO(s)+CO2(g)3FeO(s)+H2O(g)Fe3O4(s)+H2(g) H2=-57.2 kJ·mol-1C(s)+CO2(g)2CO(g) H3=+172.4 kJ·mol-1鐵的氧化物循環(huán)裂解水制氫氣的總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是。下圖表示其他條件一定時(shí),Fe3O4(s)和 CO(g)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí) CO(g)的體積百分含量隨溫度的變化關(guān)系。.反應(yīng) Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g)的  H0(填“>”“<”或“=”),理由是。.隨溫度升高,反應(yīng) Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)的平衡常數(shù)的變化趨勢(shì)是;1 040 時(shí),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)值是。(3)古老而神奇的藍(lán)色染料普魯士藍(lán)的合成方法如下:復(fù)分解反應(yīng)的離子方程式是。 如今基于普魯士藍(lán)合成原理可檢測(cè)食品中的 CN-,方案如下:5若試紙變藍(lán),則證明食品中含有 CN-,請(qǐng)解釋檢測(cè)時(shí)試紙中 FeSO4 的作用:。6答案精解精析A 組基礎(chǔ)題組1.A根據(jù)蓋斯定律,由 2×-4×可得目標(biāo)方程式,則  H=(-546.45 kJ/mol)×2+44.0kJ/mol×4=-916.9 kJ/mol。2.CA 項(xiàng),根據(jù)圖像知,該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,屬于放熱反應(yīng),則 a<0;B 項(xiàng),加入催化劑,能夠降低反應(yīng)的活化能,因此過(guò)程可能使用了催化劑;C 項(xiàng),使用催化劑,平衡不移動(dòng),不能提高SO2 的平衡轉(zhuǎn)化率;D 項(xiàng),該反應(yīng)為放熱反應(yīng),則反應(yīng)物斷鍵吸收能量之和小于生成物成鍵釋放能量之和。3.DA 項(xiàng),氧化鈣與水反應(yīng)是放熱反應(yīng);B 項(xiàng),鐵絲在氧氣中燃燒是放熱反應(yīng);C 項(xiàng),氫氧化鈉與鹽酸發(fā)生中和反應(yīng),屬于放熱反應(yīng);D 項(xiàng),Ba(OH)2·8H2O 晶體與 NH4Cl 晶體反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。4.CA 項(xiàng),由蓋斯定律知, H1+ H2= H;B 項(xiàng),I-是 H2O2 分解反應(yīng)的催化劑;C 項(xiàng),分解 2 mol H2O2(l)放出98 kJ 熱量;D 項(xiàng),生成 1 mol O2,反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 2 mol。5.AB 項(xiàng),核素是指具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子,轉(zhuǎn)化中 S 和 O2 屬于單質(zhì),不是核素;C 項(xiàng),CO2 與 SO2 都能使澄清石灰水變渾濁,不能用澄清石灰水鑒別;D 項(xiàng),利用蓋斯定律,由反應(yīng)-反應(yīng)可得,2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2 (g) H=-270 kJ/mol。C6.CA 項(xiàng),二甲醚與乙醇的分子式相同,但結(jié)構(gòu)不相同,互為同分異構(gòu)體;B 項(xiàng),CH3OCH3 中只含有 CH、O極性共價(jià)鍵;C 項(xiàng),CH3OH 不能發(fā)生消去反應(yīng);D 項(xiàng),將已知熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為、,根據(jù)蓋斯定律,由×2+得:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) H=-248.4 kJ/mol。7.DA 項(xiàng),由左圖可知,反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,故 NH3 催化還原 NO 的反應(yīng)為放熱反應(yīng);B 項(xiàng),過(guò)程中 NH3 斷裂的是 NH 極性鍵;C 項(xiàng),過(guò)程中鐵元素的化合價(jià)沒(méi)有變,Fe2+不是還原劑;D 項(xiàng),分析反應(yīng)的過(guò)程,可以得出總反應(yīng)為:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)。8.DA 項(xiàng), H 與反應(yīng)條件無(wú)關(guān),故點(diǎn)燃條件和光照條件下,反應(yīng)的  H 相同;B 項(xiàng),依據(jù)反應(yīng)熱的計(jì)算方法知,該反應(yīng)的  H 約為(a+b-2c) kJ/mol;C 項(xiàng),由于舊鍵斷裂吸熱,新鍵形成放熱,所以“假想的中間物質(zhì)”的總能量高于起始狀態(tài) H2 和 Cl2 的總能量;D 項(xiàng),反應(yīng)涉及的物質(zhì)中,H2 和 Cl2 都含有非極性共價(jià)鍵,HCl含有極性共價(jià)鍵。B 組提升題組79.CA 項(xiàng),CO 和 O 生成 CO2 是放熱反應(yīng);B 項(xiàng),觀察反應(yīng)過(guò)程的示意圖知,該過(guò)程中,CO 中的化學(xué)鍵沒(méi)有斷裂形成 C 和 O;C 項(xiàng),CO 和 O 生成的 CO2 分子中含有極性共價(jià)鍵;D 項(xiàng),狀態(tài)狀態(tài)表示 CO 與 O 反應(yīng)的過(guò)程。10. 答案(1)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H=-36 kJ·mol-1.T2>T1;相同條件下,溫度越高反應(yīng)速率越快,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的時(shí)間越短.如圖中虛線:(2)ac碳酸氫鈉;碳酸氫鈉的溶解度比碳酸鈉的小,依據(jù)反應(yīng) Na2CO3+CO2+H2O溶質(zhì)質(zhì)量增大2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O解析(1)根據(jù)能量變化示意圖可知,熱化學(xué)方程式為 CO(g)+H2O(g)2NaHCO3 可知,水的質(zhì)量減小,CO2(g)+H2(g)  H=-36kJ·mol-1;.相同條件下,溫度越高,反應(yīng)速率越快,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的時(shí)間越短,故溫度:T2>T1;.其他條件相同,T2 溫度下起始充入 0.5a L 半水煤氣,最終平衡與起始充入 a L 半水煤氣時(shí)等效,平衡時(shí) (H2)不變,但因濃度降低,所以反應(yīng)速率下降,達(dá)到平衡的時(shí)間延長(zhǎng);(2)a 項(xiàng),吸收前,溶質(zhì)為 Na2CO3,c(Na+)最大,其次為 c(C),由 H2O  H+OH-和 C+H2O  HC +OH-可知,c(OH-)比 c(HC)略大,故 c(Na+)>c(C)>c(OH-)>c(HC);b 項(xiàng),CO2 被吸收后,溶液中鈉元素和碳元素的物質(zhì)的量之比不再為 21;c 項(xiàng),吸收全進(jìn)程中,溶液中均存在電荷守恒,即c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(HC  )+c(OH-);相同溫度下,NaHCO3 溶解度小于 Na2CO3,飽和 Na2CO3 溶液吸收 CO2 后,水的質(zhì)量減小,溶質(zhì)質(zhì)量增大,故會(huì)有 NaHCO3 固體析出;吸收劑失效后轉(zhuǎn)化為 NaHCO3,NaHCO3 受熱易分解,故通過(guò)加熱可實(shí)現(xiàn)吸收劑再生,即 2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O。11. 答案(1)c(2)C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g) H=+134.5 kJ·mol-18.<當(dāng)其他條件一定時(shí),溫度升高,CO 的體積百分含量增大,即平衡 Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g)逆向移動(dòng),故  H<0.增大4(3)3Fe(CN)64-+4Fe3+Fe4Fe(CN)63堿性條件下,Fe2+與 CN-結(jié)合生成Fe(CN)64-;Fe2+被空氣中的 O2 氧化生成 Fe3+;Fe(CN)64- 與 Fe3+反應(yīng)生成普魯士藍(lán)使試紙顯藍(lán)色解析(1)具有磁性的物質(zhì)為四氧化三鐵(Fe3O4)。(2)根據(jù)循環(huán)反應(yīng)轉(zhuǎn)化圖可知,總反應(yīng)為 C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g),其焓變 H= H1+ H2+ H3=+134.5 kJ·mol-1;.溫度低于 570 時(shí),發(fā)生反應(yīng) Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g),當(dāng)其他條件一定時(shí),溫度升高,CO 的體積百分含量增大,說(shuō)明平衡逆向移動(dòng),故  H<0;.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故隨著溫度的升高平衡常數(shù)增大;反應(yīng)后 CO 的體積百分含量為 20%,則 CO2 的體積百分含量為 80%,故該反應(yīng)的平衡常數(shù) K=c(CO2)/c(CO)=4。9