新课标高考化学反应与能量必做21题.docx
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新课标高考化学反应与能量必做21题
新课标高考化学反应与能量必做21题
胡祖想
1.(2013福建卷)11.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:
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△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—=CO32—+2H2O
【答案】C
2.(2013海南卷)5.已知下列反应的热化学方程式:
6C(s)+5H2(g)+3
N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)△H1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H2
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H3
则反应4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)的△H为
A.12△H3+5△H2-2△H1B.2△H1-5△H2-12△H3
C.12△H3-5△H2-2△H1D.△H1-5△H2-12△H3
[答案]A
3.[2013高考∙重庆卷∙6]已知:
P4(g)+6Cl2(g)=4PCl3(g)△H=akJ∙mol—1
P4(g)+10Cl2(g)=4PCl5(g)△H=bkJ∙mol—1
P4具有正四面体结构,PCl5中P-Cl键的键能为ckJ∙mol—1,PCl3中P-Cl键的键能为1.2ckJ∙mol—1。
下列叙述正确的是
A.P-P键的键能大于P-Cl键的键能
B.可求Cl2(g)+PCl3(g)=4PCl5(g)的反应热△H
C.Cl-Cl键的键能为(b-a+5.6c)/4kJ∙mol—1
D.P-P键的键能为(5a-3b+12c)/8kJ∙mol—1
答案:
C
4.(2013上海卷)9.将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。
然后向小烧杯中加入盐酸,反应剧烈,醋酸逐渐凝固。
由此可见
A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B.该反应中,热能转化为产物内部的能量
C.反应物的总能量高于生成物的总能量
D.反应的热化学方程式为:
NH4HCO3+HCl→NH4Cl+CO2↑+H2O-Q
答案:
B
5.(2013山东卷)12.CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g)△H﹤0,在其他条件不变的情况下
A.加入催化剂,改变了反应的途径,反应的△H也随之改变
B.改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变
C.升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变
D.若在原电池中进行,反应放出的热量不变
答案:
B
6.(2013新课标卷2)12.在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应
H2S(g)+
O2(g)=SO2(g)+H2O(g)△H1
2H2S(g)+SO2(g)=
S2(g)+2H2O(g)△H2
H2S(g)+
O2(g)=S(g)+H2O(g)△H3
2S(g)=S2(g)△H4
则△H4的正确表达式为
A.△H4=
(△H1+△H2-3△H3)B.△H4=
(3△H3-△H1-△H2)
C.△H4=
(△H1+△H2+3△H3)D.△H4=
(△H1-△H2-3△H3)
答案:
A
7.(2013北京卷)6.下列设备工作时,将化学能转化为热能的是
【答案】D
8.(2013全国新课标卷1)28.二甲醚(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CO2)直接制备二甲醚,其中主要过程包括以下四个反应:
甲醇合成反应:
①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-90.1kJ·mol-1
②CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-49.0kJ·mol-1
水煤气变换反应:
③CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H3=-41.1kJ·mol-1
二甲醚合成反应:
④2CH
3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=-24.5kJ·mol-1
⑴Al2O3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)。
⑵分析二
甲醚合成反应④对于CO转化率的影响 。
⑶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 。
⑷有研究者在催化剂(含Cu-Zn-Al-O和Al2O3),压强为5.0MPa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____________。
⑸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烧燃料电池(5.93kW·h·kg-1),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;该电池理论输出电压1.20V,能量密度E=_____(列式计算,能量密度=电池输出电能/燃料质量,1kW·h=3.6×105J)
答案:
(1)Al2O3(铝土矿)+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4;NaAlO2
+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓;2Al(OH)3
Al2O3+3H2O
(2)消耗甲醇,促进甲醇合成反应①平衡向右移,CO转化率增大;生成的H2O,通过水煤气变换反应③消耗部分CO。
(3)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=-204.7k
J/mol;该反应分子数减小,压强升高使平衡右移,CO和H2的转化率增大,CH3OCH3产率增加。
压强升高使CO和H2的浓度增加,反应速率增大。
(4)反应放热,温度升高,平衡左移
(5)CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+;12
。
。
9.(2013北京卷)26.(14分)
NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式:
_.
(2)汽车发动机工作时会引发N2和02反应,其能量变化示意图如下:
①写出该反应的热化学方程式:
_。
②随温度升高,该反应化学平衡常数的变化趋势是_。
(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOX的排放。
①当尾气中空气不足时,NOX在催化转化器中被还原成N2排出。
写出NO被CO还原的化学方程式:
_。
②当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收NOX生成盐。
其吸收能力顺序如下:
12MgO<2oCaO<38SrO<56BaO。
原因是,元素的金属性逐渐增强,金属氧化物对NOX的吸收能力逐渐增强。
通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下:
①Pt电极上发生的是反应(填“氧化”或“还原”)。
②写出NiO电极的电极反应式:
。
【答案】
(1)3NO2+2H2O=2HNO3+NO;
(2)①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+183KJ/mol;②增大;
(3)①2NO+2CO
N2+2CO2
②由Mg、Ca、Sr、Ba的质子数,得知它们均为第ⅡA族。
同一主族的元素,从上到下,原子半径逐渐增大;
(4)①还原;②NO+O2--2e-=NO2;
2012年高考化学试题
.10(2012江苏∙10)下列有关说法正确的是
A.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的△H<0
B.镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更容易生锈
C.N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H<0,其他条件不变时升高温度,反应速率V(H2)和氢气的平衡转化率均增大
D.水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大,说明水的电离是放热反应
答案:
B
11.(2012安徽∙7)科学家最近研究出一种环保、安全的储氢方法,其原理可表示为:
NaHCO3+H2
HCOONa+H2O下列有关说法正确的是
A.储氢、释氢过程均无能量变化
B.NaHCO3、HCOONa均含有离子键和共价键
C.储氢过程中,NaHCO3被氧化
D.释氢过程中,每消耗0.1molH2O放出2.24L的H2
答案:
B
12.(2012江苏∙4)某反应的反应过程中能量变化如右图所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。
下列有关叙述正确的是
A.该反应为放热反应
B.催化剂能改变反应的焓变
C.催化剂能降低反应的活化能
D.逆反应的活化能大于正反应的活化能
答案:
C
13.(2012浙江∙12)下列说法正确的是:
A.在100℃、101kPa条件下,液态水的气化热为4
0.69kJ·mol-1,则H2O(g)
H2O(l)的ΔH=40.69kJ·mol-1
B.已知MgCO3的Ksp=6.82×10-6,则所有含有固体MgCO3的溶液中,都有c(Mg2+)=c(CO32-),且c(Mg2+)·c(CO32-)=6.82×10-6
C.已知:
共价键
C-C
C=C
C-H
H-H
键能/kJ·mol-1
348
610
413
436
则可以计算出反应
的ΔH为-384kJ·mol-1
D.常温下,在0.10mol·L-1的NH3·H2O溶液中加入少量NH4Cl晶体,能使NH3·H2O的电离度降低,溶液的pH减小
答案:
D
14.肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如题12所示,已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ):
N=N为942、O=O为500、N−N为154,则断裂1molN−H键所需的能量(KJ)是
A.194B.391C.516D.658
答案:
B
15.(2012安徽∙12)氢氟酸是一种弱酸,可用来刻蚀玻璃。
已知25℃时
①HF(aq)+OH—(aq)=F—(aq)+H2O(l)△H=—67.7KJ·mol—1
②H+(aq)+OH—(aq)=H2O(l)△H=—57.3KJ·mol—1
在20mL0.1·molL—1氢氟酸中加入VmL0.1mol·L—1NaOH溶液,下列有关说法正确的是
A.氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为:
HF(aq)=H+(aq)+F−(aq)△H=+10.4KJ·mol—1
B.当V=20时,溶液中:
c(OH—)=c(HF)+c(H+)
C.当V=20时,溶液中:
c(F—)<c(Na+)=0.1mol·L—1
D.当V
>0时,溶液中一定存在:
c(Na+)>c(F—)>c(OH—)>c(H+)
答案:
B
16.(2012大纲∙9)反应A+B→C(△H<0)分两步进行:
①A+B→X(△H>0),②X→C(△H<0)。
下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是
ABCD
答案:
D
17.(2012北京∙26)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HC1。
利用反应A,可实现氯的循环利用。
反应A:
4HCl+O2
2Cl2+2H2O
(1)已知:
Ⅰ反应A中,4molHCI被氧化,放出115.6kJ的热量。
Ⅱ
H2O的电子式是_______________.
②反应A的热化学方程式是_______________。
③断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需能量相差约为__________KJ,H2O中H—O键比HCl中H—Cl键(填“强”或“若”)_______________。
(2)对于反应A,下图是4种投料比[n(HCl):
n(O2),分别为1:
1、2:
1、4:
1、6:
1、]下,反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。
①曲线b对应的投料比是______________.
②当曲线b,c,d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时,对应的反应温度与投
料比的关系是_________________.
③投料比为2:
1、温度为400℃时,平衡混合气中Cl2的物质的量分数是_______________.
答案:
(1)
4HCl+O2
2Cl2+2H2O△H=-115.6kJ·mol-1;32;强
(2)4:
1;投料比越小时对应的温度越低;30.8%
18.(2012海南∙13)氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用。
回答下列问题:
(1)氮元素原子的L层电子数为;
(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为;
(3)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知:
①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l)ΔH1=-19.5kJ∙mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH2=-534.2kJ·mol-1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式;
(4)肼一空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式为。
答案:
(1)5
(2)2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O
(3)2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=−1048.9kJ·mol-1
(4)N2H4+4OH-−4e-=4H2O+N2↑
19.(2012天津∙10)金属钨用途广泛,主要用于制造硬质或耐高温的合金,以及灯泡的灯丝。
高温下密闭容器中用H2还原WO3可得到金属钨,其总反应为:
WO3(s)+3H2(g)
W(s)+3H2O(g)
请回答下列问题:
⑴上述反应的化学平衡常数表达式为。
⑵某温度下反应达到平衡时,H2与水蒸气的体积比为2:
3,则H2的平衡转
化率为;随着温度的升高,H2与水蒸气的体积比减小,则该反应为反应(填“吸热”或“放热”)。
⑶上述总反应过程大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下表所示:
温度
25℃~550℃~600℃~700℃
主要成分
WO3W2O5WO2W
第一阶段反应的化学方程式为;580℃时,固体物质的主要成分为;假设WO3完全转化为W,则三个阶段消耗H2物质的量之比为
。
⑷已知:
温度过高时,WO2(s)转变为WO2(g):
WO2(s)+2H2(g)
W(s)+2H2O(g)∆H=+66.0kJ/mol
WO2(g)+2H2(g)
W(s)+2H2O(g)∆H=-137.9kJ/mol
则WO2(s)
WO2(g)的∆H=。
⑸钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发,使灯丝变细,加入I2可延长灯管的使用寿命,其工作原理为:
W(s)+2I2(g)
WI4(g)。
下列说法正确的有。
a.灯管内的I2可循环使用
b.WI4在灯丝上分解,产生的W又沉积在灯丝上
c.WI4在灯管壁上分解,使灯管的寿命延长
d.温度升高时,WI4的分解速率加快,W和I2的化合速率减慢
答案:
⑴k=
⑵
=60%。
正反应吸热。
⑶第一阶段的方程:
2WO3+H2=W2O5+H2O,第二阶段方程:
W2O5+H2=2WO2+H2O
第三阶段方程:
WO2+2H2=W+2H2O所以三个阶段消耗H2的物质量之比为1:
1:
4
⑷△H=+203.9KJ.mol-1.⑸a、b。
20.(2012新课标∙27)光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与C12在活性炭催化下合成。
(1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为;
(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热(△H)分别为−890.3kJ∙mol−1、−285.8kJ∙mol−1和−283.0kJ∙mol−1,则生成1m3(标准状况)CO所需热量为:
(3)实验室中可用氯仿(CHC13)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为;
(4)COCl2的分解反应为COCl2(g)
Cl2(g)+CO(g)△H=+108kJ·mol-1。
反应体
系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下同所示(第10min到14min
的COCl2浓度变化曲线未示出):
①计算反应在第8min时的平衡常数K=;
②比较第2min反应温度T
(2)与第8min反应温度T(8)的高低:
T
(2)____T(8)(填“<”、“>”或“=”);
③若12min时反应于温度T(8)下重新达到平衡,则此时c
(COCl2)=mol·L-1;
④比教产物CO在2−3min、5−6min和12−13min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2−3)、v(5−6)、v(12−13)表示]的大小;
⑤比较反应物COCl2在5−6min和15−16min时平均反应速率的大小:
v(5−6)v(15−16)(填“<”、“>”或“=”),原因是。
答案:
(1)MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
⑵5.52×103kJ
⑶CHCl3+H2O2
HCl+H2O+COCl2
⑷①0.234mol·L-1②<③0.031④v(5-6)>v(2-3)=v(12-13)⑤>在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大
21.(2012浙江∙27)物质(t-BuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应:
(t-BuNO)2
2(t-BuNO)。
(1)当(t-BuNO)2的起始浓度(c0)为0.50mol·L-1时,实验测得20℃时的平衡转化率(α)是65%。
列式计算20℃时上述反应的平衡常数K=。
(2)一定温度下,随着(t-BuNO)2的起始浓度增大,其平衡转化率(填“增大”、“不变”或“减小”)。
已知20℃时该反应在CCl4溶剂中的平衡常数为1.9,若将反应溶剂正庚烷改成CCl4,并保持(t-BuNO)2起始浓度相同,则它在CCl4溶剂中的平衡转化率(填“大于”、“等于”或“小于”)其在正庚烷溶剂中的平衡转化率。
(3)实验测得该反应的ΔH=50.5kJ·mol-1,活化能Ea=90.4kJ·mol-1。
下列能量关系图合理的是。
(4)该反应的ΔS0(填“>”、“<”或“=”)。
在(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(5)随着该反应的进行,溶液的颜色不断变化,分析溶液颜色与反应物(或生成物)浓度的关系(即比色分析),可以确定该化学反应的速率。
用于比色分析的仪器是。
A.pH计B.元素分析仪
C.分光光度计D.原子吸收光谱仪
(6)通过比色分析得到30℃时(t-BuNO)2浓度随时间的变化关系如下图所示,请在同一图中绘出t-BuNO浓度随时间的变化曲线。
答案:
(1)
(2)减小小于
(3)D(4)>较高(5)C(6)
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- 新课 标高 化学反应 能量 21