2019高考化學(xué) 元素及其化合物 專題6.1 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化高效演練.doc

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專題6.1 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 1．（2018屆河南省鄭州市高三下學(xué)期第三次模擬考試）化學(xué)與生活密切相關(guān)。下列分析不正確的是 A. “煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”，句中涉及的的能量變化主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和光能 B. 食品添加劑可以改善食品品質(zhì)及延長食品保存期，在添加時無需對其用量進行嚴(yán)格控制 C. “一帶一路”是“絲綢之路經(jīng)濟帶”和“21世紀(jì)海上絲綢之路”的簡稱。絲綢的主要成分是蛋白質(zhì) D. 綠色化學(xué)是指在化學(xué)產(chǎn)品的設(shè)計、開發(fā)和加工生產(chǎn)過程中減少使用或產(chǎn)生對環(huán)境有害物質(zhì)的科學(xué) 【答案】B 2．（2018屆湖南省長沙市長郡中學(xué)高考押題卷二）《淮南萬畢術(shù)》中有“曾青得鐵,則化為銅,外化而內(nèi)不化”，下列說法中正確的是 A. “外化”時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能 B. “化為銅”表明鐵轉(zhuǎn)化為銅 C. “內(nèi)不化”是因為內(nèi)部的鐵活潑性較差 D. 反應(yīng)中溶液由藍(lán)色轉(zhuǎn)化為黃色 【答案】A 【解析】“曾青得鐵，則化為銅”指Fe從CuSO4溶液中置換出Cu，反應(yīng)為Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。A項，“外化”時發(fā)生反應(yīng)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，“外化”時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，A項正確；B項，“化為銅”表明Fe從CuSO4溶液中置換出Cu，B項錯誤；C項，“內(nèi)不化”是Fe置換出的Cu覆蓋在Fe的表面，導(dǎo)致內(nèi)部Fe不能與Cu2+反應(yīng)，C項錯誤；D項，CuSO4溶液呈藍(lán)色，F(xiàn)eSO4溶液呈淡綠色，D項錯誤；答案選A。 3．（2018屆福建省莆田市高三下學(xué)期第二次（5月）質(zhì)量測試）用下列實驗裝置進行相應(yīng)實驗，能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖? 甲 乙 丙 丁 A. 用裝置甲進行中和熱的測定 B. 用裝置乙制取CO2氣體 C. 用裝置丙蒸發(fā)CH3COONa溶液得CH3COONa晶體 D. 用裝置丁模擬工業(yè)制氨氣并檢驗產(chǎn)物 【答案】C 4．（2018屆福建省福州市高三下學(xué)期5月模擬考試）一定條件下，在水溶液中1mol Cl-、ClOx- (x=1，2，3，4)的能量(kJ)相對大小如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是 A. 這些離子中結(jié)合H＋能力最強的是E B. A、B、C、D、E五種微粒中C最穩(wěn)定 C. C→B+D，反應(yīng)物的總鍵能大于生成物的總鍵能 D. B→A+D反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：3ClO—(aq) == ClO3—(aq) + 2Cl—(aq) △H = －116kJ?mol-1 【答案】D 【解析】分析：從圖示變化看，A為Cl-，B為ClO-，C為ClO2-，D為ClO3—，E為ClO4-；能量越低越穩(wěn)定，-1價的Cl-能量最低，也最穩(wěn)定，+3價的ClO2-能量最高，最不穩(wěn)定；酸性越弱的酸，越容易結(jié)合氫離 5．（2018屆江蘇省徐州市高三考前模擬檢測）聯(lián)氨（N2H4）常溫下為無色液體，可用作火箭燃料。下列說法不正確的是 ① 2O2(g)＋N2(g)＝N2O4(l) ΔH1 ② N2(g)＋2H2(g)＝N2H4(l) ΔH2 ③ O2(g)＋2H2(g)＝2H2O(g) ΔH3 ④ 2 N2H4(l)＋N2O4(l)＝3N2(g)＋4H2O(g) ΔH4=﹣1048.9 kJmol－1 A. O2(g)＋2H2(g)＝2H2O(l) ΔH5，ΔH5＞ΔH3 B. ΔH4﹦2ΔH3﹣2ΔH2﹣ΔH1 C. 1 mol O2(g) 和2 mol H2(g)具有的總能量高于2 mol H2O(g) D. 聯(lián)氨和N2O4作火箭推進劑的原因之一是反應(yīng)放出大量的熱 【答案】A 【解析】分析：本題考查反應(yīng)熱的大小比較，蓋斯定律及物質(zhì)穩(wěn)定性的比較，依據(jù)概念分析。 詳解：A. O2(g)＋2H2(g)＝2H2O(g) ΔH3；O2(g)＋2H2(g)＝2H2O(l) ΔH5； 兩個反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，ΔH均為負(fù)值，放熱越多ΔH越小，由于生成液態(tài)水放熱更多，所以ΔH5<ΔH3,A錯誤； B.根據(jù)蓋斯定律，③2-②2-①得，2 N2H4(l)＋N2O4(l)＝3N2(g)＋4H2O(g)，所以ΔH4﹦2ΔH3﹣2ΔH2﹣ΔH1，B正確； C. O2(g)＋2H2(g)＝2H2O(g) ΔH3,該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，所以C正確； D. 由ΔH4=﹣1048.9 kJmol－1知，反應(yīng)放出大量的熱，所以可以用聯(lián)氨和N2O4作火箭推進劑，D正確；因此，本題正確答案為A。 6．（2018屆浙江省余姚中學(xué)高三選考科目模擬卷一）下列關(guān)于反應(yīng)能量的說法正確的是 A. Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s) ΔH＝－216 kJmol－1，則反應(yīng)物總能量＞生成物總能量 B. 相同條件下，如果1 mol氫原子所具有的能量為E1，1 mol氫分子的能量為E2，則2E1＝E2 C. 101 kPa時，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－572 kJmol－1，則H2的燃燒熱為－572 kJmol－1 D. H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJmol－1，含1 mol NaOH的氫氧化鈉溶液與含0.5 mol H2SO4的濃硫酸混合后放出57.3 kJ的熱量 【答案】A 7．（2018屆江蘇省泰州中學(xué)高三第四次模擬）煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx,會污染大氣。采用NaClO、Ca(C1O)2溶液作為吸收劑可同時對煙氣進行稅硫、脫硝，下列說法正確的是 ①SO2(g)+2OH-(aq) SO32-(aq)+H2O(l) ΔH1=a KJ/mol ②ClO-(aq)+SO32-(aq)SO42-(aq)+Cl-(aq) ΔH2=b KJ/mol ③CaSO4(s)Ca2+(aq)+ SO42- (aq) ΔH3=c KJ/mol ④SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq) CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)ΔH4=dKJ/mol A. 隨著吸收反應(yīng)的進行，吸收劑溶液的pH逐漸減小 B. 反應(yīng)①、②均為氧化還原反應(yīng) C. 反應(yīng)Ca(OH)2(aq)+H2SO4(aq)=CaSO4(s)+2H2O(1)的ΔH=-ckJ/mol D. d=a+b+c 【答案】A 【解析】A.由反應(yīng)①和④可知，隨著吸收反應(yīng)的進行，不斷消耗OH-，因此導(dǎo)致吸收劑溶液的pH逐漸減小，A正確；B. 反應(yīng)①沒有發(fā)生化合價的變化，不是氧化還原反應(yīng)，B錯誤；C. 反應(yīng)Ca(OH)2(aq)+H2SO4(aq)=CaSO4(s)+2H2O的離子方程式為：Ca2++ SO42- +2OH-+2H+CaSO4↓ +2H2O，該離子反應(yīng)不是反應(yīng)③的逆反應(yīng)，因此ΔH-ckJ/mol，C錯誤；D.根據(jù)蓋斯定律可知④=①+②-③，所以d=a+b-c，D錯誤；答案選A. 8．（2018屆黑龍江省哈爾濱師范大學(xué)附屬中學(xué)高三第四次模擬考試）我國學(xué)者研制了一種納米反應(yīng)器用于催化草酸二甲酯(DMO)和氫氣反應(yīng)獲得EG.反應(yīng)過程示意圖如下: 下列說法不正確的是 A. Cu納米顆粒將氫分子解離成氫原子 B. DMO分子中只有碳氧單鍵發(fā)生了斷裂 C. 反應(yīng)過程中生成了EG和甲醇 D. EG和甲醇不是同系物 【答案】B 9．（2018年遼寧省葫蘆島市普通高中高三第二次模擬考試）一定條件下，在水溶液中1 mol Cl－、ClOx－(x＝1，2，3，4)的能量(kJ)相對大小如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是 A. a、b、c、d、e中，c最穩(wěn)定 B. b→a＋c反應(yīng)的活化能為反應(yīng)物能量減生成物能量 C. b→a＋d反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：3ClO－(aq)＝ClO3－(aq)＋2Cl－(aq)ΔH＝＋116 kJmol－1 D. 一定溫度下，Cl2與NaOH溶液反應(yīng)生成的產(chǎn)物有a、b、d，溶液中a、b、d的濃度之比可能為11∶1∶2 【答案】D 10．（2018屆南通泰州揚州等七市高三化學(xué)三模）向濕法煉鋅的電解液中同時加入Cu和CuSO4，可生成CuCl沉淀除去Cl—，降低對電解的影響，反應(yīng)原理如下： Cu(s)+Cu2+(aq)2Cu+(aq) ΔH1＝a kJmol-1 Cl—(aq)+Cu+(aq)CuCl(s) ΔH2＝b kJmol-1 實驗測得電解液pH對溶液中殘留c(Cl—)的影響如圖所示。下列說法正確的是 A. 向電解液中加入稀硫酸，有利于Cl-的去除 B. 溶液pH越大，Ksp(CuCl)增大 C. 反應(yīng)達(dá)到平衡增大c(Cu2+)，c(Cl—)減小 D. Cu(s)+Cu2+(aq)+Cl—(aq)CuCl(s)的ΔH＝(a+2b) kJmol-1 【答案】C 【解析】分析：A.根據(jù)圖像分析pH與氯離子濃度的關(guān)系； B.根據(jù)溶度積常數(shù)只與溫度有關(guān)系； C.根據(jù)外界條件對平衡的影響分析； D.根據(jù)蓋斯定律計算。 11．（2018屆天津市十二重點中學(xué)高三下學(xué)期畢業(yè)班聯(lián)考）下圖是金屬鎂和鹵素單質(zhì)(X2)反應(yīng)的能量變化示意圖。下列說法正確的是 A. 金屬鎂和鹵素單質(zhì)(X2)的反應(yīng)能自發(fā)進行是因為ΔH均小于零 B. 熱穩(wěn)定性: MgI2 > MgBr2 > MgCl2 > MgF2 C. 工業(yè)上可由電解MgCl2溶液冶煉金屬Mg，該過程需吸收熱量 D. 由圖可知此溫度下MgBr2(s)與Cl2(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方 程式為：MgBr2(s)+Cl2(g)MgCl2(s)+Br2(g) ΔH=+117 kJmol-1 【答案】A 【解析】根據(jù)圖像可知，反應(yīng)物總能量大與生成物總能量，均為放熱反應(yīng)， ΔH均小于零，能自發(fā)進行，A正確；反應(yīng)放熱越多，生成的物質(zhì)越穩(wěn)定。比較反應(yīng)熱大小可知熱穩(wěn)定順序為：MgI2 < MgBr2 < MgCl2 0 B. 反應(yīng)③也是CO2資源化利用的方法之一 C. 反應(yīng)CH3OH(g)=1/2CH3OCH3(g)+1/2H2O(g) △H=d/2kJ/mol D. 反應(yīng)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)的△H=-(2b+2c+d)kJ/mol 【答案】D 【解析】A，反應(yīng)①、②生成H2和CO2，為反應(yīng)③提供原料氣，反應(yīng)C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）為吸熱反應(yīng)，a0，A項正確；B，反應(yīng)③消耗CO2，是CO2資源化利用的方法之一，B項正確；C，反應(yīng)④的化學(xué)計量數(shù)變?yōu)樵瓉淼?，ΔH也變?yōu)樵瓉淼模磻?yīng)CH3OH（g）=1/2CH3OCH3（g）+1/2H2O（g）ΔH=d/2kJ/mol，C項正確；D，應(yīng)用蓋斯定律，將②2+③2+④得，2CO（g）+4H2（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH=（2b+2c+d）kJ/mol，D項錯誤；答案選D。 18．（2018屆浙江新高考研究聯(lián)盟第二次聯(lián)考）根據(jù)如圖的能量圖，下列說法正確的是 A. A2(g)+B2(g)=2AB(g)是一個放熱反應(yīng) B. 2molAB的總能量大于1molA2和lmolB2的能量之和 C. 1molA2(g)和1molB2(g)的能量之和為a kJ D. 2AB(g)=A2(l)+B2(l) △H<(b-a)kJ/mo1 【答案】D 19．（2018屆河南省天一大聯(lián)考高三階段性測試三）鐵系氧化物材料在光催化、電致變色、氣敏傳感器以及光電化學(xué)器件中有著廣泛的應(yīng)用和誘人的前景。實驗室中可利用FeCO3和O2為原料制備少量鐵紅，每生成160g固體鐵紅放出130kJ熱量，則下列有關(guān)該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式書寫正確的是 A. 2FeCO3(s)+O2 (g) =Fe2O3(s)+2CO2(g) △H＝-130 kJ/mol B. 4 FeCO3(s)＋O2 (g) =2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H＝+260 kJ/mol C. 4 FeCO3(s)＋O2 (g) =2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H＝-260 kJ/mol D. 4 FeCO3(s)＋O2 (g) =2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H＝+130 kJ/mol 【答案】C 【解析】160g鐵紅的物質(zhì)的量為1mol，每生成160g固體鐵紅放出130kJ熱量，生成2mol Fe2O3放出260kJ，所以熱化學(xué)方程式為4FeCO3(s)＋O2(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H＝-260kJ/mol，故C正確。 20．（2018屆浙江省溫州市高三選考適應(yīng)性測試二模）室溫下，CuSO4(s)和 CuSO45H2O(s)溶于水及CuSO45H2O受熱分解的能量變化如圖所示，下列說法不正確的是 A. 將CuSO45H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低 B. 將CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高 C. △H3＞△H2 D. △H1=△H2+△H3 【答案】D 21．（2018屆吉林省百校聯(lián)盟高三TOP20九月聯(lián)考）幾種物質(zhì)的量關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是 A. C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-74.8kJ/mol B. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) ΔH=890.3kJ/mol C. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH=-74.8kJ/mol D. E1在數(shù)值上等于1mol CH4的總鍵能與2mol H2總鍵能的差值 【答案】A 【解析】A. 根據(jù)圖像可知①C(s)+2H2(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(1) ΔH＝-965.1kJ/mol ②CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(1) ΔH＝－890.3kJ/mol 根據(jù)蓋斯定律可知①－②即得到C(s)+2H2(g)＝CH4(g) ΔH=-74.8kJ/mol，A正確； B. 根據(jù)圖像可知CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(1) ΔH＝－890.3kJ/mol，B錯誤；C. 根據(jù)以上分析可知C錯誤；D. E1在數(shù)值上等于1molCH4的總鍵能與1mol碳和2molH2總鍵能的差值，D錯誤，答案選A。 22．（2018屆湖南省永州市高三上學(xué)期第一次模擬考試）下列的圖示與對應(yīng)的敘述相符的是 A. 圖1表示向l00mL0.l molL-l的A1Cl3溶液中滴加1 molL-1的NaOH溶液時n [Al(OH)3]的變化情況 B. 圖2表示KNO3的溶解度曲線，圖中a點表示的溶液通過升溫可以得到b點 C. 圖3表示某一放熱反應(yīng)，若使用催化劑，E1、E2、△H都會發(fā)生改變 D. 圖4表示向Na2CO3溶液中滴加稀鹽酸時，產(chǎn)生n(CO2)的情況 【答案】A 23．（2018屆“江淮十?！备呷谝淮温?lián)考）已知2Fe2O3(s) +3C(s)=3CO2(g) +4Fe(s) △H=+468.2 kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5 kJ/mol 根據(jù)以上熱化學(xué)方程式判斷，下列說法正確的是 ( ) A. C(s)的燃燒熱為393.5kJ B. 右圖可表示由C生成CO2的反應(yīng)過程和能量關(guān)系 C. O2(g)與Fe(s)反應(yīng)放出824.35kJ熱量時，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NA D. Fe2O3(s)+ C(g)= CO2(g)+2Fe(s) △H <234.1 kJ/mol 【答案】D 24．（2018屆河南省林州市第一中學(xué)高三8月調(diào)研考試）如圖為氟利昂（如CFCl3）破壞臭氧層的反應(yīng)過程示意圖，下列說法不正確的是 A. 過程Ⅰ中斷裂極性鍵C—Cl鍵 B. 過程Ⅱ可表示為O3+Cl=ClO+O2 C. 過程Ⅲ中O+O=O2是吸熱過程 D. 上述過程說明氟利昂中氯原子是破壞O3的催化劑 【答案】C 【解析】A、過程Ⅰ中CFCl3轉(zhuǎn)化為CFCl2和氯原子，斷裂極性鍵C-Cl鍵，選項A正確；B、根據(jù)圖中信息可知，過程Ⅱ可表示為O3 + Cl = ClO + O2，選項B正確；C、原子結(jié)合成分子的過程是放熱的，選項C錯誤；D、上述過程說明氟利昂中氯原子是破壞O3的催化劑，選項D正確。答案選C。 25．（2018屆福建省永春縣第一中學(xué)等校高三上學(xué)期第一次四校聯(lián)考）砷為VA族元素，金屬冶煉過程產(chǎn)生的含砷有毒廢水需處理與檢測。 I．已知：As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) ΔH1 H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH2 2As(s)+O2(g) =As2O5(s) ΔH3 則反應(yīng)As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH =_______________。 II.冶煉廢水中砷元素主要以亞砷酸(H3AsO3)形式存在，可用化學(xué)沉降法處理酸性高濃度含砷廢水，其工藝流程如下： 已知：①As2S3與過量的S2-存在以下反應(yīng)：As2S3(s)+3S2-(aq) 2AsS33-(aq)； ②亞砷酸鹽的溶解性大于相應(yīng)砷酸鹽。 （1）亞砷酸中砷元素的化合價為______；砷酸的第一步電離方程式為_____________。 （2）“一級沉砷”中FeSO4的作用是_______________； “二級沉砷”中H2O2與含砷物質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。 III.去除水體中的砷，將As(Ⅲ)轉(zhuǎn)化為As(Ⅴ)，也可選用NaClO實現(xiàn)該轉(zhuǎn)化。研究NaClO投加量對As(Ⅲ)氧化率的影響得到如下結(jié)果： 已知：投料前水樣pH＝5.81，0.1mol/LNaClO溶液pH＝10.5，溶液中起氧化作用的物質(zhì)是次氯酸。產(chǎn)生此結(jié)果的原因是_________________________________________。 【答案】2△H1-3△H2-△H3 +3 H3AsO4H++H2AsO4- 沉淀過量的S2-，使As2O3(a)+3S2-(aq)2AsS32-(aq) 平衡左移，提高沉砷效果。 H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O 起氧化作用的物質(zhì)是次氯酸，NaClO溶液為堿性，當(dāng)加入量大時，溶液堿性增強，NaClO溶液濃度增大，水解程度降低，次氯酸不易生成，所以As(Ⅲ)氧化率降低 26．（2018屆廣東省佛山市普通高中高三教學(xué)質(zhì)量檢測一）甲醇水蒸氣重整制氫(SRM)系統(tǒng)簡單，產(chǎn)物中H2 含量高、CO含量低(CO會損壞燃料電池的交換膜)，是電動汽車氫氧燃料電池理想的氫源。反應(yīng)如下: 反應(yīng)Ⅰ(主) :CH3OH(g)+ H2O(g) CO2(g)+ 3H2(g) ΔH1=+49kJ/mol 反應(yīng)Ⅱ(副) :H2(g)+ CO2(g) CO(g)+ H2O(g) ΔH2=+41kJ/mol 溫度高于300℃則會同時發(fā)生反應(yīng)Ⅲ: CH3OH(g) CO(g)+2H2(g) ΔH3 （1）計算反應(yīng)Ⅲ的ΔH3= _________。 （2）反應(yīng)1能夠自發(fā)進行的原因是_______________，升溫有利于提高CH3OH轉(zhuǎn)化率，但也存在一個明顯的缺點是__________。 （3）右圖為某催化劑條件下，CH3OH轉(zhuǎn)化率、CO生成率與溫度的變化關(guān)系。 ①隨著溫度的升高,CO的實際反應(yīng)生成率沒有不斷接近平衡狀態(tài)生成率的原因是____________ (填標(biāo)號)。 A.反應(yīng)Ⅱ逆向移動 B.部分CO 轉(zhuǎn)化為CH3OH C.催化劑對反應(yīng)Ⅱ的選擇性低 D.催化劑對反應(yīng)Ⅲ的選擇性低 ②隨著溫度的升高，CH3OH 實際反應(yīng)轉(zhuǎn)化率不斷接近平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)化率的原因是______。 ③寫出一條能提高CH3OH轉(zhuǎn)化率而降低CO生成率的措施_________。 （4）250℃，一定壓強和催化劑條件下，1.00molCH3OH 和1.32molH2O 充分反應(yīng)(已知此條件下可忽略反應(yīng)Ⅲ ),平衡時測得H2為2.70mol,CO有0.030mol,試求反應(yīng)Ⅰ中CH3OH 的轉(zhuǎn)化率_________，反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)_________(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 【答案】+90kJ/mol 反應(yīng)Ⅰ為熵增加的反應(yīng) CO含量升高，破壞燃料電池的交換膜 C 升溫反應(yīng)速率加快 其它條件不變，提高n(水)/n(甲醇)的比例 (或其它條件不變，選擇更合適的借化劑) 91% 5.610-3 （4）達(dá)平衡時CO有0.03mol，根據(jù)反應(yīng)Ⅱ得到參與反應(yīng)的氫氣為0.03mol，所以反應(yīng)Ⅰ生成的氫氣為2.73mol（平衡剩余氫氣2.7mol），根據(jù)反應(yīng)Ⅰ，消耗的甲醇為0.91mol，所以甲醇轉(zhuǎn)化率為91%。根據(jù)反應(yīng)Ⅰ的數(shù)據(jù)，消耗的水為0.91mol，生成的CO2為0.91mol，則剩余1.32-0.91=0.41mol水，在反應(yīng)Ⅱ中應(yīng)該消耗0.03molCO2，生成0.03molCO和0.03mol水，所以達(dá)平衡時，水為0.41+0.03=0.44mol，CO2為0.91-0.03=0.88mol。所以反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)為（設(shè)容器體積為V）。 27．（2018屆山西河南省高三年級階段性測評（四）晉豫省際大聯(lián)考）“千年大計、國家大事”，雄安新區(qū)無疑是今年最受矚目的地區(qū)。不過，近日媒體報道河北廊坊、天津等地存在超大規(guī)模的工業(yè)污水滲坑，給雄安新區(qū)的水環(huán)境帶來隱患，目前正采用多種方法對污水進行處理，改善水資源狀況。 （1）在微生物作用的條件下,廢水中的NH4+經(jīng)過兩步反應(yīng)氧化成NO3-，兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下: ①第一步反應(yīng)是______反應(yīng)(選填“放熱”或“吸熱”)，判新依據(jù)是_________。1mol NH4+ (aq)全部氧化成NO3- (aq)的熱化學(xué)方程式為_____________。 ②一定條件下,向廢水中加入CH3OH,將HNO3還原成N2。若該過程中CH3OH反應(yīng)生成CO2,則參加反應(yīng)的還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比為______. （2）二氧化氯(ClO2)是一種黃綠色到橙黃色的氣體，是國際上公認(rèn)為安全、無毒的綠色消毒劑,可以投入廢水中清除污染物。 ①二氧化氯可以將廢水中的氰化物(CN-)氧化成兩種無污染氣體.寫出離子方程式________。 ②廢水中的重金屬離子的危害性很大，二氧化氯能夠在弱酸性溶液中把二價錳離子氧化成不溶于水的二氧化錳(MnO2)，寫出反應(yīng)的離子方程式_______________。 【答案】放熱 △H=-273kJ/mol（或反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量） 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）①從圖中得到第一步反應(yīng)的反應(yīng)物的能量高于生成物的能量，所以是放熱反應(yīng)。從左圖得到NH4+(aq)+3/2O2(g)=2H+(aq)+NO2-(aq)+H2O(l) △H=-273kJ/mol；從右圖得到NO2－(aq)+1/2O2(g) = NO3－(aq) 28．（2018屆吉林省吉大附中高三第四次模擬考試）李克強總理在《2018年國務(wù)院政府工作報告》中強調(diào)“今年二氧化硫、氮氧化物排放量要下降3%?！币虼耍芯繜煔獾拿撓?除NOx)、脫硫(除SO2)技術(shù)有著積極的環(huán)保意義。 （1）汽車的排氣管上安裝“催化轉(zhuǎn)化器”，其反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.50kJmol-1。T℃時，將等物質(zhì)的量的NO和CO充入容積為2L的密閉容器中，若溫度和體積不變，反應(yīng)過程中(0~15min) NO的物質(zhì)的量隨時間變化如圖。 ①圖中a、b分別表示在相同溫度下，使用質(zhì)量相同但表面積不同的催化劑時，達(dá)到平衡過程中n (NO)的變化曲線，其中表示催化劑表面積較大的曲線是___________。（填“a”或“b”） ②T℃時，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=_______________；平衡時若保持溫度不變，再向容器中充入CO、CO2各0.2 mol，則平衡將_________移動。(填“向左”、“向右”或“不”) ③15min時，若改變外界反應(yīng)條件，導(dǎo)致n (NO)發(fā)生圖中所示變化，則改變的條件可能是_________________ (任答一條即可)。 （2）在催化劑作用下，用還原劑[如肼(N2H4)]選擇性地與NOx反應(yīng)生成N2和H2O。 已知200℃時：Ⅰ.3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g) ΔH1=-32.9 kJmol-1； II. N2H4(g)+H2(g) =2NH3(g) ΔH2=-41.8 kJmol-1。 ①寫出肼的電子式：____________________。 ②200℃時，肼分解成氮氣和氫氣的熱化學(xué)方程式為： _____________________________。 ③目前，科學(xué)家正在研究一種以乙烯作為還原劑的脫硝原理，其脫硝率與溫度、負(fù)載率(分子篩中催化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù))的關(guān)系如下圖所示。 為達(dá)到最佳脫硝效果，應(yīng)采取的條件是_________________________________________。 （3）利用電解裝置也可進行煙氣處理，如圖可將霧霾中的NO、SO2分別轉(zhuǎn)化為NH4+和SO42-，陽極的電極反應(yīng)式為____________________________；物質(zhì)A是______________ (填化學(xué)式)。 【答案】b 5 L/mol 不 增加CO的物質(zhì)的量濃度或減少生成物濃度或降溫等 N2H4(g)=N2(g)+2H2(g) ΔH=+50.7 kJmol-1 350℃左右、負(fù)載率3% SO2+ 2H2O-2e-=SO42-+4H+ H2SO4 【解析】分析：(1)我們知道物質(zhì)的表面積對反應(yīng)速度有影響，同樣催化劑的表面積也影響催化效率；利用圖象中NO的數(shù)據(jù)，結(jié)合化學(xué)方程式即可算出平衡常數(shù)K；當(dāng)溫度不變時，K值也不變，利用濃度商與K做比較，即可判斷平衡的移動方向；根據(jù)外界條件對化學(xué)平衡的影響可分析出n(NO)減小的原因；(2)利用 29．（2018屆四川省宜賓市高高三第三次診斷考試）NOx是造成大氣污染的主要物質(zhì)，用還原法將其轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì)，對于消除環(huán)境污染有重要意義。 （1） 已知：2C(s)+O2(g)2CO(g) △H1= -221.0 kJ/mol N2(g)+O2(g)2NO (g) △H2= +180.5 kJ/mol 2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H3= -746.0 kJ/mol 回答下列問題： ①用焦炭還原NO生成無污染氣體的熱化學(xué)方程式為_______。 ②在一定溫度下，向甲、乙、丙三個恒容密閉容器中加入一定量的NO和足量的焦炭，反應(yīng)過程中測得各容器中c(NO)（mol/L）隨時間（s）的變化如下表。 已知：三個容器的反應(yīng)溫度分別為T甲= 400℃、T乙= 400℃、T丙= a ℃ 時間 0 s 10 s 20 s 30 s 40 s 甲 2.00 1.50 1.10 0.80 0.80 乙 1.00 0.80 0.65 0.53 0.45 丙 2.00 1.45 1.00 1.00 1.00 甲容器中，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______。丙容器的反應(yīng)溫度a _______400℃（填“?”、“<”或“=”），理由是_______。 （2）用NH3催化還原NOx消除氮氧化物的污染。 已知：8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g) +12H2O(l) △H＜0。相同條件下，在2 L密閉容器內(nèi)，選用不同的催化劑進行反應(yīng)，產(chǎn)生N2的量隨時間變化如圖所示。 ①在催化劑A的作用下，0～4 min的v(NH3) = _______。 ②該反應(yīng)活化能Ea(A)、Ea(B)、Ea(C)由大到小的順序是_______，理由是_______。 ③下列說法正確的是_______（填標(biāo)號）。 a．使用催化劑A達(dá)平衡時，△H值更大 b．升高溫度可使容器內(nèi)氣體顏色加深 c．單位時間內(nèi)形成N-H鍵與O-H鍵的數(shù)目相等時，說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡 d．若在恒容絕熱的密閉容器中反應(yīng)，當(dāng)平衡常數(shù)不變時，說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡 【答案】2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g) △H=-573.75kJ/mol ? 甲、丙容器中反應(yīng)物起始量相同，丙容器達(dá)平衡的時間比甲容器達(dá)平衡的時間短 0.5mol/（Lmin） Ea(C) ? Ea(B) ? Ea(A) 相同時間內(nèi)生成的N2越多，反應(yīng)速率越快，活化能越低 b c d 【解析】（1）①2C(s)+O2(g) 2CO(g) △H1= -221.0 kJ/mol ②N2(g)+O2(g)2NO (g) △H2= +180.5 kJ/mol ③2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H3= -746.0 kJ/mol ①用焦炭還原NO生成無污染氣體的化學(xué)方程式為：2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g)，該方程式由（③+①-②）/2得來，故該反應(yīng)的△H=（△H3+△H1- △H2）/2=-573.75kJ/mol，故該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g) △H=-573.75kJ/mol； ②甲容器中，發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g)根據(jù)容器中c(NO)（mol/L）隨時間（s）的變化， 2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g) 起始濃度 2 0 0 轉(zhuǎn)化濃度 1.2 0.6 0.6 平衡濃度 0.8 0.6 0.6 30．（2018屆甘肅省西北師范大學(xué)附屬中學(xué)高三沖刺診斷考試）能源是人類共同關(guān)注的重要問題。頁巖氣是從頁巖層中開采出來的一種非常重要的天然氣資源，頁巖氣的主要成分是甲烷，是公認(rèn)的潔凈能源。 （1）頁巖氣不僅能用作燃料，還可用于生產(chǎn)合成氣(CO和H2)。CH4與H2O(g)通入聚焦太陽能反應(yīng)器，發(fā)生反應(yīng) CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H1 已知：①CH4、H2、CO 的燃燒熱（△H）分別為-a kJ?mol-1、-b kJ?mol-1、-c kJ?mol-1； ②H2O (l) =H2O(g)； △H=+dkJ?mol-1 則△H1= ___________（用含字母a、b、c、d的代數(shù)式表示）kJ?mol-1。 （2）用合成氣生成甲醇的反應(yīng)為：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2，在10L恒容密閉容器中按物質(zhì)的量之比1∶2充入CO和H2，測得CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度和壓強的關(guān)系如下圖所示，200℃時n(H2)隨時間的變化如下表所示： t/min 0 1 3 5 n(H2)/mol 8.0 5.4 4.0 4.0 ①△H2_________ (填“>”“<”或“ = ”)0。 ②下列說法正確的是____________ (填標(biāo)號）。 a.溫度越高，該反應(yīng)的平衡常數(shù)越大 b.達(dá)平衡后再充入稀有氣體，CO的轉(zhuǎn)化率提高 c.容器內(nèi)氣體壓強不再變化時，反應(yīng)達(dá)到最大限度 d.圖中壓強p1m2>m3 溫度相同時，投料比m增大，增加H2的量，CO2轉(zhuǎn)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、鉑棒等惰性電極材料 能 【解析】（1）COS的電子式為；（2）m=越大，越有利于二氧化碳的轉(zhuǎn)化，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率越大，故m1>m2>m3，理由是溫度相同時，投料比m增大，增加H2的量，CO2轉(zhuǎn)化率增大；（3）①COS 水解生成二氧化碳和氫硫酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為COS+H2OCO2+H2S；②常溫下，實驗測得脫硫(脫除硫化氫)反應(yīng)過程中，每消耗4.05g即0.05molZnO，放出3.83 kJ熱量，故若消耗1molZnO則放出76.6kJ熱量。該脫硫反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為ZnO(s)+ H2S(g)=ZnS(s)+ H2O(l) △H=-76.6kJ/mol；③電解法使Fe3+“再生”是在酸性條件下Fe2+失電子產(chǎn)生Fe3+，同時生成氫氣，反應(yīng)的離子方程式為Fe2++2H+2Fe3++H2↑，該反應(yīng)的陽極材料是碳棒、鉑棒等惰性電極材料；④c(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)，故能出現(xiàn)沉淀。 32．（2018屆廣東省茂名市五大聯(lián)盟學(xué)校高三五月聯(lián)考）二氧化硫是大氣污染物，利用SO2→CaSO4→CaS轉(zhuǎn)化可實現(xiàn)變廢為寶。 回答下列問題： (1)已知：Ⅰ．C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H1=+172kJmol-1; Ⅱ．CaSO4(s)+2C(s)=2CO2(g)+CaS(s) △H2=+226kJmol-1。 若某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=c4(CO),請結(jié)合反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ?qū)懗龃朔磻?yīng)的熱化學(xué)方程式：_____________。 (2)向體積為2L的恒容密閉容器中充入1molSO2、4molCO和催化劑,發(fā)生反應(yīng) SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(g) △H,測得溫度對SO2的轉(zhuǎn)化率及催化劑效率的影響如圖1所示： ①該反應(yīng)的△H__________0(填“>”或“<”, 下同 );圖 中M、N兩點的平衡常數(shù)：KM_____KN。 ②M點時的化學(xué)平衡常數(shù)K=____________。 (3)向濃度均為0.01molL-1的Na2SO4和Na2CO3混合溶液中滴加氯化鈣溶液，測得分散系中兩種酸根離子的濃度隨c(Ca2+ )的變化如圖2所示[已知：Ksp(CaCO3)=310-9]： ①圖中 a=_____________。 ②該溫度下,Ksp(CaSO4)=________________。 (4)某研究小組設(shè)計圖3所示裝置將副產(chǎn)品CO轉(zhuǎn)化為CH4和Q。該電解總反應(yīng)的離子方程式為_____________________________。 (5)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,向1L含NaOH、Ca(OH)2各0.1mol的溶液中不斷通入SO2至過量,請畫出生成沉淀的物質(zhì)的量(mol)與通入SO2體積(L)的關(guān)系圖。______ 【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) 開始時的濃度（mol/L） 0.5 2 0 0 改變的濃度（mol/L） 0.25 0.5 0.5 0.25 平衡時的濃度（mol/L） 0.25 1.5 0.5 0.25 。 33．（2018屆山東省濱州市高三下學(xué)期第二次模擬）碳的化合物在生產(chǎn)生活和環(huán)境保護中應(yīng)用廣泛。 Ⅰ.碳氧化合物的綜合利用 （1）利用CO可有效降低柴油發(fā)動機在空氣過量條件下的NO 排放。 已知：反應(yīng)Ⅰ：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746 kJmol-1 反應(yīng)Ⅱ：4CO(B)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) △H=-1200kJmol-1 則反應(yīng)NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)的△H=__________kJmol-1。 在一定條件下，將NO2與CO以體積比1：2置于恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是______________。 a.體系壓強保持不變 b.容器中氣體密度保持不變 c.混合氣體顏色保持不變 d.NO2 與CO的體積比保持不變 （2）工業(yè)上利用CO 與Cl2在活性炭催化下合成光(COCl2)，反應(yīng)方程式為： CO(g) +Cl2(g) COCl2(g) △H<0。某研究小組在恒溫條件下，向2L恒容容器中加入0.2molCO和0.2molCl2，10min時達(dá)到平衡，測得10min 內(nèi)v(COCl2)=7.510-3molL-1min-1，則平衡時n(Cl2)=________ mol，設(shè)此時CO的轉(zhuǎn)化率為a1，若其它條件不變，上述反應(yīng)在恒壓條件下進行，平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為a2，則a1_______a2 (填“>”“=”或“<”) （3）利用“組合轉(zhuǎn)化技術(shù)”可將CO2 轉(zhuǎn)化成乙烯，反應(yīng)方程式為：6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)。實驗測得溫度對CO2 平衡轉(zhuǎn)化率、催化劑催化效率的影響如圖a所示。下列說法正確的是________________ a.N點正反應(yīng)速率一定大于M 點正反應(yīng)速率 b.250℃時，催化劑的催化效率最大 c.M點平衡常數(shù)比N點平衡常數(shù)大 d.隨著溫度升高，乙烯的產(chǎn)率增大 Ⅱ.碳?xì)浠衔锏木C合利用 利用甲烷的裂解可以制得多種化工原料，甲烷裂解時發(fā)生的反應(yīng)有：2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)，2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) 。實驗測得平衡時氣體分壓(Pa)與溫度(℃)之間的關(guān)系如圖b所示(氣體分壓=總壓氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。 （4）1725 ℃時，向1L恒容密閉容器中充入0.3 molCH4達(dá)到平衡，則反應(yīng)2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)的平衡常數(shù)KP=___________(用平衡分壓代替平衡濃度)，CH4生成C2H2 的平衡轉(zhuǎn)化率為__________________。 【答案】-227 ac 0.05 < bc 1.0107Pa 62.5% 【解析】（1）已知：反應(yīng)Ⅰ：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746 kJmol-1 反應(yīng)Ⅱ：4CO(B)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) △H=-1200kJmol-1 則反應(yīng)NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)由 （反應(yīng)Ⅱ-反應(yīng)Ⅰ）/2得來，故該反應(yīng)的△H=（-1200+746）/2= -227 kJmol-1；在一定條件下，將NO2與CO以體積比1：2置于恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，當(dāng) a.體系壓強保持不變，說明各物質(zhì)的量不變，可以說明達(dá)到平衡，故a正確；b.因為該反應(yīng)中，所有物質(zhì)均是氣體，氣體總質(zhì)量、總體積均不變，容器中氣體密度一直不變，故b錯誤；c.混合氣體顏色保持不變，說明NO2(g)濃度不變，故c正確； d.NO2 與CO的體積比剛開始就是1：2，系數(shù)之比也是1：2，故在反應(yīng)過程中NO2 與CO的體積比一直保持不變，故d錯誤；故選ac； （2）根據(jù)反應(yīng)： CO(g) +Cl2(g) COCl2(g) 在恒溫條件下反應(yīng) 起始濃度 0.1