《2020版高考化学（天津专用）一轮课件：专题五 化学能与热能 .pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版高考化学（天津专用）一轮课件：专题五 化学能与热能 .pptx（108页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、专题五 化学能与热能,高考化学 (天津市专用),A组 自主命题天津卷题组,五年高考,考点一 化学反应中能量变化,1.(2010天津理综,10,14分)二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧 层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。 请回答下列问题: (1)煤的气化的主要化学反应方程式为: 。 (2)煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的化学方 程式为: 。 (3)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下: 2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) H=-90.8 kJ/mol 2CH3OH(g) CH3OCH3(
2、g)+H2O(g) H=-23.5 kJ/mol CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) H=-41.3 kJ/mol 总反应3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)的H= ;,一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是 (填字母代号)。 a.高温高压 b.加入催化剂 c.减少CO2的浓度 d.增加CO的浓度 e.分离出二甲醚 (4)已知反应 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)某温度下的平衡常数为400。此温度下,在 密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:,比较此时正、逆反应速率的大
3、小:v正 v逆(填“”“”或“=”)。 若加入CH3OH后,经10 min反应达到平衡,此时c(CH3OH)= ;该时间内反应速率 v(CH3OH)= 。,答案 (1)C+H2O CO+H2 (2)H2S+Na2CO3 NaHS+NaHCO3 (3)-246.4 kJ/mol c、e (4) 0.04 mol/L 0.16 mol/(Lmin),解析 (3)根据盖斯定律,2+得总反应,总反应的H=-90.8 kJ/mol2+(-23.5 kJ/mol)+(-41.3 kJ/mol)=-246.4 kJ/mol。 a项,该反应为放热反应,升高温度,平衡左移;b项,加催化剂平衡不移动;c项,减少生
4、成物浓度,平 衡右移;d项,增加CO浓度,平衡右移,但CO转化率减小;e项与c项原理相同。 (4)该时刻浓度商Qc= =1.86,Qc小于平衡常数K,平衡向右移动,v正v逆。 设从题干中这一时刻到平衡状态,CH3OCH3的物质的量浓度增加c。则: 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) 某时刻: 0.44 mol/L 0.6 mol/L 0.6 mol/L 继续反应: 2c c c 平衡状态: 0.44 mol/L-2c 0.6 mol/L+c 0.6 mol/L+c 平衡状态时,K= =400, 解得 c=0.2 mol/L,c(CH3OH)=0.44 mol/L-20.
5、2 mol/L=0.04 mol/L。 反应前CH3OH的浓度为0.44 mol/L+0.6 mol/L2=1.64 mol/L,该时间内的反应速率v(CH3OH)=,=0.16 mol/(Lmin)。,考点二 热化学方程式的书写与盖斯定律,2.(2013天津理综,10,14分)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
6、下表:,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) H=-241.8 kJmol-1 C(s)+ O2(g) CO(g) H=-110.5 kJmol-1 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)2 b.Na2CO3 c.CaCl2 d.NaHSO3 (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空气含0.8 mol N
7、2和0.2 mol O2,1 300 时在密闭容器内反应达到平衡,测得NO为810-4 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 。,答案 (共14分)(1)酸性 4 (2)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) H=+131.3 kJmol-1 a、b (3)410-6 温度升高,反应速率加快,平衡
8、右移 该反应是焓增、熵减的反应,任何温度下均不自发进行 2CO+2NO 2CO2+N2,解析 (1)由表中数据可知试样为酸性,根据电荷守恒可以得到等式:c(K+)+c(N )+c(Na+)+c(H+)= 2c(S )+c(N )+c(Cl-)+c(OH-)。由于试样为酸性,故c(OH-)可以忽略不计,则c(H+)=110-4 molL-1,故pH=4。 (3) N2 + O2 2NO n起(mol) 0.8 0.2 0 n转(mol) 410-4 410-4 810-4 n平(mol) (0.8-410-4) (0.2-410-4) 810-4 K= = =410-6。,3.(2018天津理综
9、,10,14分)CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问 题: (1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为 (写离子符号);若 所得溶液c(HC )c(C )=21,溶液pH= 。(室温下,H2CO3的K1=410-7;K2=510-11) (2)CO2与CH4经催化重整,制得合成气: CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) 已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:,则该反应的H= 。分别在V L恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中, 加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多
10、的是 (填“A”或“B”)。 按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率的影响如图1所示。此 反应优选温度为900 的原因是 。 图1 图2 (3)O2辅助的Al-CO2电池工作原理如图2所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物 Al2(C2O4)3是重要的化工原料。,电池的负极反应式: 。 电池的正极反应式:6O2+6e- 6 6CO2+6 3C2 +6O2 反应过程中O2的作用是 。 该电池的总反应式: 。,答案 (14分)(1)C 10 (2)+120 kJmol-1 B 900 时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益
11、降低 (3)Al-3e- Al3+(或2Al-6e- 2Al3+) 催化剂 2Al+6CO2 Al2(C2O4)3,解析 本题考查电离平衡常数的应用、反应热的计算、化学平衡的移动、电极反应式的书 写。 (1)NaOH溶液吸收CO2后所得溶液pH=13,CO2主要转化为C ;由H2CO3的二级电离平衡常数 知,当溶液中c(HC )c(C )=21时,K2= = =510-11,故c(H+)=110-10molL-1, 则溶液pH=10。 (2)由已知键能数据知,反应的H=4413 kJmol-1+2745 kJmol-1-(21 075 kJmol-1+2436 kJ mol-1)=+120 k
12、Jmol-1;已知正反应是气体分子数增大的吸热反应,A(恒容)与B(恒压,容积可变)相 比,B中压强小于A,减压平衡正向移动,则B容器中反应达到平衡后吸收的热量较多。观察图 像知,900 时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益降低,故 此反应优选温度为900 。 (3)观察原电池工作原理图知,铝电极作负极,多孔碳电极作正极,故负极反应式为Al-3e- Al3+; 正极反应式为6O2+6e- 6 、6CO2+6 3C2 +6O2,由此可知反应过程中O2的作用 是催化剂;电池总反应式为2Al+6CO2 Al2(C2O4)3。,易混易错 恒容容器是指容积不变的容器,气体
13、的量发生变化时压强发生改变;恒压容器是指 压强不变的容器,气体的量发生变化时容器容积发生改变。,B组 统一命题、省(区、市)卷题组,考点一 化学反应中能量变化,1.(2019北京理综,7,6分)下列示意图与化学用语表述内容不相符的是(水合离子用相应离子符 号表示) ( ),答案 B 本题考查了电解质的电离、电离方程式的书写、电解原理和化学键与能量的关系 等知识。通过图示、化学方程式等形式考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力;试题以 图示形式呈现物质变化规律,体现了变化观念与平衡思想的学科核心素养及运用模型解释化 学现象、揭示现象的本质和规律的学科思想,体现了学以致用的价值观念。 B项中用惰性
14、电极电解CuCl2溶液的化学方程式是CuCl2 Cu+Cl2。,解题方法 D项中反应热的计算方法是: H=-(生成HCl所放出的能量-断裂H2、Cl2中的化学键所吸收的能量)=-(431 kJmol-12-436 kJ mol-1-243 kJmol-1)=-183 kJmol-1。,2.(2019江苏单科,11,4分)氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法 正确的是 ( ) A.一定温度下,反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)能自发进行,该反应的H0 B.氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e- 4OH- C.常温常压下,氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2
15、L H2,转移电子的数目为6.021023 D.反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)的H可通过下式估算:H=反应中形成新共价键的键能之和- 反应中断裂旧共价键的键能之和,答案 A 本题涉及的考点有化学反应自发进行的判据、燃料电池电极反应式的书写、气体 摩尔体积的应用、焓变的计算,考查学生运用化学反应原理的相关知识分析和解决化学问题 的能力,通过氢能源应用的科学实践活动体现科学探究与创新意识的学科核心素养。 A项,2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)的S0,一定温度下该反应能自发进行,则H-TS0,故H0;B 项,氢氧燃料电池的负极发生氧化反应:H2-2e- 2H+;C项,11.2
16、L H2在常温常压下不是0.5 mol,转移电子数目不为6.021023;D项,H=反应中断裂旧共价键的键能之和-反应中形成新共 价键的键能之和。,易错警示 H=生成物的总能量-反应物的总能量、H=反应物键能总和-生成物键能总和,注 意二者的区别。,3.(2016江苏单科,8,2分)通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是 ( ) 太阳光催化分解水制氢:2H2O(l) 2H2(g)+O2(g) H1=571.6 kJmol-1 焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) H2=131.3 kJmol-1 甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H
17、2(g) H3=206.1 kJmol-1 A.反应中电能转化为化学能 B.反应为放热反应 C.反应使用催化剂,H3减小 D.反应CH4(g) C(s)+2H2(g)的H=74.8 kJmol-1,答案 D A项,反应中太阳能转化为化学能,故错误;B项,反应为吸热反应,故错误;C项,使 用催化剂不能改变反应的反应热(H),故错误;D项,根据盖斯定律,-可得CH4(g) C(s)+ 2H2(g) H=74.8 kJmol-1,故正确。,4.(2015北京理综,9,6分)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面 形成化学键的过程。反应过程的示意图如下: 下列说法正确的是 (
18、) A.CO和O生成CO2是吸热反应 B.在该过程中,CO断键形成C和O C.CO和O生成了具有极性共价键的CO2 D.状态状态表示CO与O2反应的过程,答案 C A项,CO和O生成CO2是放热反应;B项,观察反应过程的示意图知,该过程中,CO中的 化学键没有断裂形成C和O;C项,图中CO和O生成的CO2分子中含有极性共价键;D项,状态 状态表示CO与O反应的过程。,考点二 热化学方程式的书写与盖斯定律,5.(2019浙江4月选考,23,2分)MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg): M2+(g)+C (g) M2+(g)+O2-(g)+CO2(g) H1 H3 MCO3(
19、s) MO(s)+CO2(g) 已知:离子电荷相同时,半径越小,离子键越强。下列说法不正确的是 ( ) A.H1(MgCO3)H1(CaCO3)0 B.H2(MgCO3)=H2(CaCO3)0 C.H1(CaCO3)-H1(MgCO3)=H3(CaO)-H3(MgO) D.对于MgCO3和CaCO3,H1+H2H3,答案 C H1为破坏MCO3中离子键所需吸收的能量,H10,因Mg2+半径比Ca2+小,故MgCO3 中离子键比CaCO3强,A正确;C 分解为CO2和O2-为吸热过程,H20,因MgCO3和CaCO3中H2 均表示C 的分解所吸收热量,则H2(MgCO3)=H2(CaCO3),故
20、B正确;根据题给能量关系及盖 斯定律可知:H1(CaCO3)+H2(CaCO3)=H(CaCO3)+H3(CaO),H1(MgCO3)+H2(MgCO3) =H(MgCO3)+H3(MgO),式-式结合考虑H2(MgCO3)=H2(CaCO3)得:H1(CaCO3)- H1(MgCO3)=H3(CaO)-H3(MgO)+H(CaCO3)-H(MgCO3),因H(CaCO3)H(MgCO3),故C 错误;MCO3(s)分解为MO(s)和CO2(g)为吸热过程,H0,考虑到H1+H2=H+H3,故有H1+ H2H3,D正确。,疑难突破 解答本题的关键点有二,一是判断H1、H2、H3及H的正负,均为
21、吸热过程,焓 变为正值;二是根据盖斯定律寻找出H1、H2、H3、H的相互关系:H1+H2=H+H3。,6.(2015重庆理综,6,6分)黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为: S(s)+2KNO3(s)+3C(s) K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) H=x kJmol-1 已知:碳的燃烧热H1=a kJmol-1 S(s)+2K(s) K2S(s) H2=b kJmol-1 2K(s)+N2(g)+3O2(g) 2KNO3(s) H3=c kJmol-1 则x为 ( ) A.3a+b-c B.c-3a-b C.a+b-c D.c-a-b,答案 A 本题已知的三个热化学
22、方程式为: C(s)+O2(g) CO2(g) H1=a kJmol-1 S(s)+2K(s) K2S(s) H2=b kJmol-1 2K(s)+N2(g)+3O2(g) 2KNO3(s) H3=c kJmol-1 由盖斯定律可推出,3+-可得热化学方程式S(s)+2KNO3(s)+3C(s) K2S(s)+N2(g)+ 3CO2(g) H=x kJmol-1=(3a+b-c) kJmol-1,因此A项正确。,7.(2018课标,27,14分)CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排 具有重要意义。回答下列问题: (1)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(
23、g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)。 已知:C(s)+2H2(g) CH4(g) H=-75 kJmol-1 C(s)+O2(g) CO2(g) H=-394 kJmol-1 C(s)+ O2(g) CO(g) H=-111 kJmol-1 该催化重整反应的H= kJmol-1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是 (填 标号)。 A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压 某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平 衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为 mol2L-2。 (2)反应中催化剂活性会因积碳反应
24、而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据 如下表:,由上表判断,催化剂X Y(填“优于”或“劣于”),理由是 。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如下图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是 (填标号)。 A.K积、K消均增加 B.v积减小、v消增加 C.K积减小、K消增加,D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大 在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=kp(CH4)p(CO2)-0.5(k为速率常 数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如下图所示
25、,则pa(CO2)、pb(CO2)、 pc(CO2)从大到小的顺序为 。,答案 (1)247 A (2)劣于 相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;而消碳反应活 化能相对小,消碳反应速率大 AD pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2),解析 本题考查盖斯定律的应用,化学反应速率与化学平衡常数。 (1)C(s)+2H2(g) CH4(g) H=-75 kJmol-1 C(s)+O2(g) CO2(g) H=-394 kJmol-1 C(s)+ O2(g) CO(g) H=-111 kJmol-1 运用盖斯定律,2-可得CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H
26、2(g) H=(-1112)-(-75)-(-394) kJmol-1=247 kJmol-1。正反应为气体体积增大的吸热反应,故升温、减压有利于平衡正向 移动,提高CH4的平衡转化率,A正确。列三段式: CH4(g) + CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) 始 2 mol 1 mol 0 mol 0 mol 转 0.5 mol 0.5 mol 1 mol 1 mol 平 1.5 mol 0.5 mol 1 mol 1 mol K= = = mol2L-2。 (2)积碳反应与消碳反应均为吸热反应,升高温度时,K积、K消均增加;由图像可知600 以后,积碳量减小,说明升高温度,v消增加的倍
27、数比v积增加的倍数大,故A、D正确。 由图像可知,时间相同时积碳量abc,说明积碳速率abc,由v=kp(CH4)p(CO2)-0.5可知, p(CH4)一定时,积碳速率与p(CO2)成反比,故pa(CO2)pb(CO2)pc(CO2)。,易错警示 (2)解答时一定要注意速率方程中p(CO2)-0.5= 。,8.(2017课标,28,14分)近期发现,H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子,它具 有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题: (1)下列事实中,不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是 (填标号)。 A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以 B
28、.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸 C.0.10 molL-1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1 D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸 (2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。,通过计算,可知系统()和系统()制氢的热化学方程式分别为 、 ,制得等量H2所需能量较少的是 。 (3)H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g) COS(g)+H2O(g)。在610 K时,将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。 H2S的平衡转化率1= %,反应平衡常数K= 。 在6
29、20 K重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率2 1,该反应的 H 0。(填“”“”或“=”) 向反应器中再分别充入下列气体,能使H2S转化率增大的是 (填标号)。 A.H2S B.CO2 C.COS D.N2,答案 (1)D (2)H2O(l) H2(g)+ O2(g) H=286 kJmol-1 H2S(g) H2(g)+S(s) H=20 kJmol-1 系 统() (3)2.5 2.810-3 B,解析 (1)根据强酸制弱酸规律,可知酸性H2SO3H2CO3H2S,A项不符合题意;亚硫酸、氢硫酸 都是二元弱酸,等浓度的亚硫酸的导电能力比氢硫酸的强,可以证明酸性:H2
30、SO3H2S,B项不符 合题意;亚硫酸的pH比等浓度的氢硫酸的小,可以证明酸性:H2SO3H2S,C项不符合题意;物质 的还原性与其电离产生氢离子的浓度大小无关,因此不能证明二者的酸性强弱,D项符合题 意。 (2)H2SO4(aq) SO2(g)+H2O(l)+ O2(g) H1=327 kJmol-1 SO2(g)+I2(s)+2H2O(l) 2HI(aq)+ H2SO4(aq) H2=-151 kJmol-1 2HI(aq) H2 (g)+ I2(s) H3=110 kJmol-1 H2S(g)+ H2SO4(aq) S(s)+SO2(g)+ 2H2O(l) H4=61 kJmol-1 根
31、据盖斯定律由+可得系统()制氢的热化学方程式为H2O(l) H2(g)+ O2(g) H =286 kJmol-1;根据盖斯定律由+可得系统()制氢的热化学方程式为H2S(g) H2(g),+S(s) H=20 kJmol-1。 根据系统()、系统()的热化学方程式可知产生等量的氢气,后者吸收的热量比前者少。 (3)设平衡时反应的H2S的物质的量为x mol。 H2S(g) + CO2(g) COS(g) + H2O(g) 开始 0.40 mol 0.10 mol 0 0 反应 x mol x mol x mol x mol 平衡 (0.40-x)mol (0.10-x)mol x mol x
32、 mol = =0.02 解得x=0.01,所以H2S的平衡转化率1= 100%=2.5%。在该条件下反应达到平衡时化学 平衡常数K= = = 2.810-3。 温度由610 K升高到620 K,平衡时水的物质的量分数由0.02变为0.03,所以H2S的转化率增大, 即21;根据题意可知升高温度,化学平衡向正反应方向移动,所以该反应的正反应为吸热反 应,即H0。,增大H2S的浓度,平衡正向移动,但加入量大于平衡移动时H2S的消耗量,所以H2S转化率减小, A项错误;增大CO2的浓度,平衡正向移动,H2S转化率增大,B项正确;COS是生成物,增大生成物 的浓度,平衡逆向移动,H2S转化率减小,C
33、项错误;N2是与反应体系无关的气体,充入N2,不能使化 学平衡发生移动,所以对H2S转化率无影响,D项错误。,易错警示 第(3)问易误认为增大H2S的物质的量平衡向正反应方向移动,就可以增大H2S的 转化率。实际上加入H2S,平衡正向移动,可以提高CO2的转化率(因其总量未变),但是H2S的转 化率会减小,因为平衡正向移动,生成物的浓度均增大,为使平衡常数保持不变,H2S的“余额” 增大。,C组 教师专用题组,考点一 化学反应中能量变化,1.(2014江苏单科,11,4分)下列有关说法正确的是 ( ) A.若在海轮外壳上附着一些铜块,则可以减缓海轮外壳的腐蚀 B.2NO(g)+2CO(g) N
34、2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的H0 C.加热0.1 molL-1 Na2CO3溶液,C 的水解程度和溶液的pH均增大 D.对于乙酸与乙醇的酯化反应(H0),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数 均增大,答案 C A项,若在海轮外壳上附着一些铜块,则Fe、Cu和海水构成原电池,海轮外壳腐蚀更 快,A项错误;B项,该反应是熵减的反应,S0,要在常温下自发进行,则H0,B项错误;加热会促 进C 水解,c(OH-)增大,pH增大,C项正确;D项,酯化反应是放热反应,加热会加快反应速率,但 平衡逆向移动,平衡常数减小,D项错误。,2.(2013北京理综,6,6分)下列
35、设备工作时,将化学能转化为热能的是 ( ),答案 D 硅太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置,A项错误;锂离子电池是将化学能转 化为电能的装置,B项错误;太阳能集热器是将太阳能转化为热能的装置,C项错误;燃气通过燃 气灶发生燃烧反应,如CH4+2O2 CO2+2H2O,实现了化学能到热能的转化,D项正确。,3.(2013重庆理综,6,6分)已知: P4(g)+6Cl2(g) 4PCl3(g) H=a kJmol-1, P4(g)+10Cl2(g) 4PCl5(g) H=b kJmol-1, P4具有正四面体结构,PCl5中PCl键的键能为c kJmol-1,PCl3中PCl键的键能为1.2c
36、kJmol-1。 下列叙述正确的是 ( ) A.PP键的键能大于PCl键的键能 B.可求Cl2(g)+PCl3(g) PCl5(s)的反应热H C.ClCl键的键能为(b-a+5.6c)/4 kJmol-1 D.PP键的键能为(5a-3b+12c)/8 kJmol-1,答案 C P原子半径大于Cl原子半径,PP键键长大于PCl键,故PP键键能小于PCl键 键能,A项错误;设P4(g)+6Cl2(g) 4PCl3(g) H=a kJmol-1,P4(g)+10Cl2(g) 4PCl5(g) H=b kJmol-1,利用盖斯定律 (-)可得Cl2(g)+PCl3(g) PCl5(g)的H,B项错误
37、; Cl2(g)+PCl3(g) PCl5(g) H= (b-a)kJmol-1,根据H=反应物总键能-生成物总键能,设Cl Cl键键能为x kJmol-1,则:x+31.2c-5c= (b-a),x= (b-a+5.6c),C正确;5-3得2P4(g)+12PCl5 (g) 20PCl3(g) H=(5a-3b)kJmol-1,设PP键键能为y kJmol-1,则:12y+60c-72c=5a-3b,y= (5a-3b+12c),D项错误。,4.(2013福建理综,11,6分)某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、 CO。其过程如下: mCeO2 (m-x
38、)CeO2xCe+xO2 (m-x)CeO2xCe+xH2O+xCO2 mCeO2+xH2+xCO 下列说法 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H1=H2+H3 D.以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH-2e- C +2H2O,答案 C 由题给方程式加和可得总反应方程式:H2O+CO2 H2+CO+O2,则该过程是在CeO2 作催化剂、太阳提供能量的情况下完成的,故A、B正确。C项,根据盖斯定律,应为H1=-H2- H3,错误。,5.(2014北京理综,26,14分)NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3,
39、如下图所示。 (1)中,NH3和O2在催化剂作用下反应,其化学方程式是 。 (2)中,2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)。在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压 强(p1、p2)下随温度变化的曲线(如图)。,比较p1、p2的大小关系: 。 随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是 。 (3)中,降低温度,将NO2(g)转化为N2O4(l),再制备浓硝酸。 已知:2NO2(g) N2O4(g) H1 2NO2(g) N2O4(l) H2 下列能量变化示意图中,正确的是(选填字母) 。,N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是 。 (4)中,电解NO制备NH4NO3,其工作原理如图
40、所示。为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补 充物质A。A是 ,说明理由: 。,答案 (1)4NH3+5O2 4NO+6H2O (2)p1p2 减小 (3)A 2N2O4+O2+2H2O 4HNO3 (4)NH3 根据反应:8NO+7H2O 3NH4NO3+2HNO3,电解产生的HNO3多,解析 (1)NH3催化氧化生成NO,所以化学方程式为:4NH3+5O2 4NO+6H2O。 (2)采用“定一议二”的分析方法,在相同温度的条件下,p1时NO平衡转化率低,p2时NO平衡 转化率高,由反应特点知:p1p2。 在相同压强的条件下,NO的平衡转化率随温度升高而下降,所以温度升高,平衡常数减小。
41、(3)降低温度,NO2转化成N2O4,所以H10,H20,再根据物质(N2O4)的状态可判断出NO2转化 成液态N2O4放热更多。故选A。 N2O4与O2、H2O发生化合反应,产物应为HNO3,所以反应方程式为:2N2O4+O2+2H2O 4HNO3。 (4)由图示知,阴极反应为NO+6H+5e- N +H2O,阳极反应为NO+2H2O-3e- N +4H+, 根据得失电子守恒可判断出:当转移的电子数目相同时,阳极产生的N 的物质的量多于阴极 产生的N 的物质的量,为使电解产物全部转化为NH4NO3,可补充NH3。,6.(2015课标,27,14分)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合
42、成气(主要成分为 CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H1 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H2 CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H3 回答下列问题: (1)已知反应中相关的化学键键能数据如下:,由此计算H1= kJmol-1;已知H2=-58 kJmol-1,则H3= kJmol-1。 (2)反应的化学平衡常数K表达式为 ;图1中能正确反映平衡常数K随温度 变化关系的曲线为 (填曲线标记字母),其判断理由是 。 图1 图2 (3)合成气组成n(H2)/n(CO+CO2)=
43、2.60时,体系中的CO平衡转化率()与温度和压强的关系如图 2所示。(CO)值随温度升高而 (填“增大”或“减小”),其原因是,;图2中的压强由大到小为 ,其判断理由是 。,答案 (1)-99 +41(每空2分,共4分) (2)K= 或Kp= (1分) a 反应为放热反应,平衡常数数值应随温度升高变小(每空1分,共2分) (3)减小 升高温度时,反应为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;反应为吸 热反应,平衡向右移动,又使产生CO的量增大;总结果,随温度升高,使CO的转化率降低(1分,2 分,共3分) p3p2p1 相同温度下,由于反应为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的
44、转化率;而 反应为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响。故增大压强时,有利于CO的转 化率升高(每空2分,共4分),解析 (1)由反应热与键能的关系可得,H1=1 076 kJmol-1+2436 kJmol-1-3413 kJmol-1-343 kJmol-1-465 kJmol-1=-99 kJmol-1;依据盖斯定律知,反应=-,则H3=H2-H1=-58 kJmol-1- (-99 kJmol-1)=+41 kJmol-1。 (2)由化学平衡常数的定义知,K= ;H10,即反应是放热反应,升高温度,K值减 小,故a曲线能正确反映平衡常数K随温度变化的关系。,思路分析 (1)根
45、据盖斯定律计算反应的反应热; (2)化学平衡常数只受温度影响,根据温度对平衡移动的影响,判断温度对平衡常数的影响; (3)根据压强、温度对反应、的影响,分析CO的转化率变化的原因。,知识拓展 对于此题化学图像问题,可按以下的方法进行分析:认清坐标系,理清纵、横坐标 所代表的意义,并与化学反应原理挂钩。紧扣反应特征,理清反应是吸热还是放热,体积是增 大还是减小,有无固体、纯液体物质参加反应。看清起点、拐点、终点,看清曲线的变化趋 势等。,考点二 热化学方程式的书写与盖斯定律,7.(2014课标,13,6分)室温下,将1 mol的CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为H 1,将1
46、 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为H2;CuSO45H2O受热分解的化学方 程式为:CuSO45H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为H3。则下列判断正确的是 ( ) A.H2H3 B.H1H3,答案 B 由题干信息可得:CuSO45H2O(s) Cu2+(aq)+S (aq)+5H2O(l) H10, Cu-SO4(s) Cu2+(aq)+S (aq) H20,H2H1,B项正确,C、D项错误;H30,H2H2,A项错误。,8.(2014重庆理综,6,6分)已知:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) H=a kJmol-1 2C(s)+O2(g) 2CO(g) H=-220 kJmol-1 HH、O O和OH键的键能分别为436、496和462 kJmol-1,则a为 ( ) A.-332 B.-118 C.+350 D.+130,答案 D 按顺序将题中两个热化学方程式编号为和,依据盖斯定律,-2得:2H2(g)+ O2(g) 2H2O(g) H=-(220+2a) kJmol-1,代入相关数据得:(2436+496)-4462=-(