北京市2019版高考化學 專題五 化學反應(yīng)中的能量變化課件.ppt

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專題五化學反應(yīng)中的能量變化 高考化學 北京市專用 考點一化學反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念及計算A組自主命題 北京卷題組1 2015北京理綜 9 6分 最新報道 科學家首次用X射線激光技術(shù)觀察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程 反應(yīng)過程的示意圖如下 下列說法正確的是 A CO和O生成CO2是吸熱反應(yīng)B 在該過程中 CO斷鍵形成C和OC CO和O生成了具有極性共價鍵的CO2 五年高考 D 狀態(tài) 狀態(tài) 表示CO與O2反應(yīng)的過程 答案CA項 CO和O生成CO2是放熱反應(yīng) B項 觀察反應(yīng)過程的示意圖知 該過程中 CO中的化學鍵沒有斷裂形成C和O C項 CO和O生成的CO2分子中含有極性共價鍵 D項 狀態(tài) 狀態(tài) 表示CO與O反應(yīng)的過程 審題技巧認真觀察題給示意圖 注意其表示CO和O在催化劑表面形成化學鍵的過程 解題關(guān)鍵明確從能量高的狀態(tài)到能量低的狀態(tài) 要釋放能量 并能根據(jù)圖示分析物質(zhì)變化情況 2 2013北京理綜 6 6分 下列設(shè)備工作時 將化學能轉(zhuǎn)化為熱能的是 答案D硅太陽能電池是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 A項錯誤 鋰離子電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 B項錯誤 太陽能集熱器是將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能的裝置 C項錯誤 燃氣通過燃氣灶發(fā)生燃燒反應(yīng) 如CH4 2O2CO2 2H2O 實現(xiàn)了化學能到熱能的轉(zhuǎn)化 D項正確 審題技巧太陽能電池是把太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 原電池是把化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 解題關(guān)鍵燃料燃燒時可把化學能轉(zhuǎn)化為熱能 3 2015北京理綜 26 12分 氫能是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?以太陽能為熱源 熱化學硫碘循環(huán)分解水是一種高效 無污染的制氫方法 其反應(yīng)過程如下圖所示 1 反應(yīng) 的化學方程式是 2 反應(yīng) 得到的產(chǎn)物用I2進行分離 該產(chǎn)物的溶液在過量I2的存在下會分成兩層 含低濃度I2的H2SO4層和含高濃度I2的HI層 根據(jù)上述事實 下列說法正確的是 選填序號 a 兩層溶液的密度存在差異b 加I2前 H2SO4溶液和HI溶液不互溶c I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶 辨別兩層溶液的方法是 經(jīng)檢測 H2SO4層中c H c S 2 06 1 其比值大于2的原因是 3 反應(yīng) 2H2SO4 l 2SO2 g O2 g 2H2O g H 550kJ mol 1 它由兩步反應(yīng)組成 H2SO4 l SO3 g H2O g H 177kJ mol 1 SO3 g 分解 L L1 L2 X可分別代表壓強或溫度 如圖表示L一定時 中SO3 g 的平衡轉(zhuǎn)化率隨X的變化關(guān)系 X代表的物理量是 判斷L1 L2的大小關(guān)系 并簡述理由 答案 1 SO2 I2 2H2OH2SO4 2HI 2 a c 觀察顏色 顏色深的是HI層 顏色淺的是H2SO4層 H2SO4層中含有少量HI 3 壓強 L1 L2 SO3 g 分解的熱化學方程式 2SO3 g 2SO2 g O2 g H 196kJ mol 1 當壓強一定時 溫度升高 平衡轉(zhuǎn)化率增大 解析 1 仔細觀察題圖可知 反應(yīng) 的化學方程式為SO2 I2 2H2OH2SO4 2HI 2 溶液分為兩層 說明溶液的密度肯定存在差異 a正確 加I2前 H2SO4溶液和HI溶液互溶 b錯誤 依題意 I2在HI層中的濃度比在H2SO4層中的高 說明I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶 c正確 I2在HI溶液中的濃度大于在H2SO4溶液中的濃度 故溶液顏色前者較深 可用觀察溶液顏色深淺的方法辨別兩層溶液 H2SO4層含有少量HI 故c H c S 2 3 根據(jù)蓋斯定律可得 2SO3 g 2SO2 g O2 g 的 H 550kJ mol 1 2 177kJ mol 1 196kJ mol 1 故升高溫度 平衡正向移動 SO3的平衡轉(zhuǎn)化率增大 增大壓強 平衡逆向移動 SO3的平衡轉(zhuǎn)化率減小 故X代表的物理量是壓強 曲線L1對應(yīng)的溫度比L2低 審題技巧 2 理解已知信息中的關(guān)鍵語句 溶液分兩層說明密度有差異 兩層溶液中I2的濃度不同說明I2在HI溶液和H2SO4溶液中的溶解度不同 思路分析 1 認真分析反應(yīng)過程示意圖 找出反應(yīng)物和生成物 寫出化學方程式 2 仔細閱讀已知信息 篩選有用信息 結(jié)合所學知識分析推理 3 觀察圖像 結(jié)合平衡移動原理作出判斷 4 2017天津理綜 3 6分 下列能量轉(zhuǎn)化過程與氧化還原反應(yīng)無關(guān)的是 A 硅太陽能電池工作時 光能轉(zhuǎn)化成電能B 鋰離子電池放電時 化學能轉(zhuǎn)化成電能C 電解質(zhì)溶液導(dǎo)電時 電能轉(zhuǎn)化成化學能D 葡萄糖為人類生命活動提供能量時 化學能轉(zhuǎn)化成熱能 B組統(tǒng)一命題 省 區(qū) 市 卷題組 答案A硅太陽能電池工作時 把光能轉(zhuǎn)化為電能 沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng) 5 2015海南單科 4 2分 已知丙烷的燃燒熱 H 2215kJ mol 1 若一定量的丙烷完全燃燒后生成1 8g水 則放出的熱量約為 A 55kJB 220kJC 550kJD 1108kJ 答案A由丙烷的燃燒熱 H 2215kJ mol 1 可寫出其燃燒的熱化學方程式 C3H8 g 5O2 g 3CO2 g 4H2O l H 2215kJ mol 1 丙烷完全燃燒產(chǎn)生1 8g水放出的熱量為 2215kJ mol 1 4 0 1mol 55kJ 6 2018天津理綜 10節(jié)選 CO2是一種廉價的碳資源 其綜合利用具有重要意義 回答下列問題 2 CO2與CH4經(jīng)催化重整 制得合成氣 CH4 g CO2 g 2CO g 2H2 g 已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下 則該反應(yīng)的 H 分別在VL恒溫密閉容器A 恒容 B 恒壓 容積可變 中 加入CH4和CO2各1mol的混合氣體 兩容器中反應(yīng)達平衡后放出或吸收的熱量較多的是 填 A 或 B 按一定體積比加入CH4和CO2 在恒壓下發(fā)生反應(yīng) 溫度對CO和H2產(chǎn)率的影響如圖所示 此反應(yīng)優(yōu)選溫度為900 的原因是 答案 2 120kJ mol 1B 900 時 合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高 再升高溫度產(chǎn)率增幅不大 但能耗升高 經(jīng)濟效益降低 解析 2 由已知鍵能數(shù)據(jù)知 反應(yīng)的 H 4 413kJ mol 1 2 745kJ mol 1 2 1075kJ mol 1 2 436kJ mol 1 120kJ mol 1 已知正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的吸熱反應(yīng) A 恒容 與B 恒壓 容積可變 相比 B中壓強小于A 減壓平衡正向移動 則B容器中反應(yīng)達到平衡后吸收的熱量較多 觀察圖像知 900 時 合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高 再升高溫度產(chǎn)率增幅不大 但能耗升高 經(jīng)濟效益降低 故此反應(yīng)優(yōu)選溫度為900 易混易錯恒容容器是指容積不變的容器 氣體的量發(fā)生變化時壓強發(fā)生改變 恒壓容器是指壓強不變的容器 氣體的量發(fā)生變化時容器容積發(fā)生改變 7 2018課標 28節(jié)選 三氯氫硅 SiHCl3 是制備硅烷 多晶硅的重要原料 回答下列問題 1 SiHCl3在常溫常壓下為易揮發(fā)的無色透明液體 遇潮氣時發(fā)煙生成 HSiO 2O等 寫出該反應(yīng)的化學方程式 2 SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng) 2SiHCl3 g SiH2Cl2 g SiCl4 g H1 48kJ mol 13SiH2Cl2 g SiH4 g 2SiHCl3 g H2 30kJ mol 1則反應(yīng)4SiHCl3 g SiH4 g 3SiCl4 g 的 H為kJ mol 1 答案 1 2SiHCl3 3H2O HSiO 2O 6HCl 2 114 解析 1 依據(jù)題意知 SiHCl3遇潮氣時發(fā)煙的化學方程式為2SiHCl3 3H2O HSiO 2O 6HCl 2 由蓋斯定律可知 H 3 H1 H2 3 48kJ mol 1 30kJ mol 1 114kJ mol 1 8 2013福建理綜 11 6分 某科學家利用二氧化鈰 CeO2 在太陽能作用下將H2O CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镠2 CO 其過程如下 mCeO2 m x CeO2 xCe xO2 m x CeO2 xCe xH2O xCO2mCeO2 xH2 xCO下列說法不正確的是 C組教師專用題組 A 該過程中CeO2沒有消耗B 該過程實現(xiàn)了太陽能向化學能的轉(zhuǎn)化C 下圖中 H1 H2 H3D 以CO和O2構(gòu)成的堿性燃料電池的負極反應(yīng)式為CO 4OH 2e C 2H2O 答案C由題給化學方程式加和可得總反應(yīng)方程式 H2O CO2H2 CO O2 則該過程是在CeO2作催化劑 太陽提供能量的情況下完成的 故A B正確 C項 根據(jù)蓋斯定律可知 應(yīng)為 H1 H2 H3 錯誤 評析本題考查化學反應(yīng)中的能量變化 涉及熱化學 電化學 蓋斯定律等知識 難度中等偏上 9 2013山東理綜 12 4分 對于反應(yīng)CO g H2O g CO2 g H2 g H 0 在其他條件不變的情況下 A 加入催化劑 改變了反應(yīng)的途徑 反應(yīng)的 H也隨之改變B 改變壓強 平衡不發(fā)生移動 反應(yīng)放出的熱量不變C 升高溫度 反應(yīng)速率加快 反應(yīng)放出的熱量不變D 若在原電池中進行 反應(yīng)放出的熱量不變 答案B H的大小取決于反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài) 與反應(yīng)途徑無關(guān) A項錯誤 升高溫度 平衡逆向移動 反應(yīng)放出的熱量減少 C項錯誤 若反應(yīng)在原電池中進行 化學能會轉(zhuǎn)化為電能 D項錯誤 10 2016江蘇單科 8 2分 通過以下反應(yīng)均可獲取H2 下列有關(guān)說法正確的是 太陽光催化分解水制氫 2H2O l 2H2 g O2 g H1 571 6kJ mol 1 焦炭與水反應(yīng)制氫 C s H2O g CO g H2 g H2 131 3kJ mol 1 甲烷與水反應(yīng)制氫 CH4 g H2O g CO g 3H2 g H3 206 1kJ mol 1A 反應(yīng) 中電能轉(zhuǎn)化為化學能B 反應(yīng) 為放熱反應(yīng)C 反應(yīng) 使用催化劑 H3減小D 反應(yīng)CH4 g C s 2H2 g 的 H 74 8kJ mol 1 答案DA項 反應(yīng) 中太陽能轉(zhuǎn)化為化學能 故錯誤 B項 反應(yīng) 為吸熱反應(yīng) 故錯誤 C項 使用催化劑不能改變反應(yīng)的反應(yīng)熱 H 故錯誤 D項 根據(jù)蓋斯定律 可得CH4 g C s 2H2 g H 74 8kJ mol 1 故正確 11 2016江蘇單科 10 2分 下列圖示與對應(yīng)的敘述不相符合的是 A 圖甲表示燃料燃燒反應(yīng)的能量變化B 圖乙表示酶催化反應(yīng)的反應(yīng)速率隨反應(yīng)溫度的變化C 圖丙表示弱電解質(zhì)在水中建立電離平衡的過程D 圖丁表示強堿滴定強酸的滴定曲線 答案A燃料的燃燒反應(yīng)均為放熱反應(yīng) 反應(yīng)物的能量應(yīng)高于生成物的能量 故A項敘述與圖甲不相符 12 2015江蘇單科 3 2分 下列說法正確的是 A 分子式為C2H6O的有機化合物性質(zhì)相同B 相同條件下 等質(zhì)量的碳按a b兩種途徑完全轉(zhuǎn)化 途徑a比途徑b放出更多熱能途徑a CCO H2CO2 H2O途徑b CCO2C 在氧化還原反應(yīng)中 還原劑失去電子的總數(shù)等于氧化劑得到電子的總數(shù)D 通過化學變化可以直接將水轉(zhuǎn)變?yōu)槠?答案CA項 分子式為C2H6O的有機物有CH3CH2OH和CH3OCH3 二者屬于不同類別的物質(zhì) 化學性質(zhì)不同 B項 一個化學反應(yīng)不論是一步完成還是分幾步完成 其熱效應(yīng)總是相同的 D項 水中有H O兩種元素 汽油中有C H兩種元素 根據(jù)原子守恒可知 不可能直接將水轉(zhuǎn)變?yōu)槠?考點二熱化學方程式的書寫及正誤判斷A組自主命題 北京卷題組1 2018北京理綜 27節(jié)選 近年來 研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)化與存儲 過程如下 1 反應(yīng) 2H2SO4 l 2SO2 g 2H2O g O2 g H1 551kJ mol 1反應(yīng) S s O2 g SO2 g H3 297kJ mol 1反應(yīng) 的熱化學方程式 2 對反應(yīng) 在某一投料比時 兩種壓強下 H2SO4在平衡體系中物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度的變化關(guān)系如圖所示 p2p1 填 或 得出該結(jié)論的理由是 答案 1 3SO2 g 2H2O g 2H2SO4 l S s H2 254kJ mol 1 2 反應(yīng) 是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng) 溫度一定時 增大壓強使反應(yīng)正向進行 H2SO4的物質(zhì)的量增大 體系總物質(zhì)的量減小 H2SO4的物質(zhì)的量分數(shù)增大 解析 1 反應(yīng) 為3SO2 g 2H2O g 2H2SO4 l S s 根據(jù)蓋斯定律 由 反應(yīng) 反應(yīng) 即得反應(yīng) 的逆反應(yīng) 所以反應(yīng) 的 H 551 297 kJ mol 1 254kJ mol 1 2 反應(yīng) 是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng) 加壓時平衡正向移動 H2SO4的物質(zhì)的量分數(shù)會升高 所以p2 p1 2 2013北京理綜 26 14分 NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一 1 NOx能形成酸雨 寫出NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學方程式 2 汽車發(fā)動機工作時會引發(fā)N2和O2反應(yīng) 其能量變化示意圖如下 寫出該反應(yīng)的熱化學方程式 隨溫度升高 該反應(yīng)化學平衡常數(shù)的變化趨勢是 3 在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器 可有效降低NOx的排放 當尾氣中空氣不足時 NOx在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N2排出 寫出NO被CO還原的化學方程式 當尾氣中空氣過量時 催化轉(zhuǎn)化器中的金屬氧化物吸收NOx生成鹽 其吸收能力順序如下 12MgO 20CaO 38SrO 56BaO 原因是 元素的金屬性逐漸增強 金屬氧化物對NOx的吸收能力逐漸增強 4 通過NOx傳感器可監(jiān)測NOx的含量 其工作原理示意圖如下 Pt電極上發(fā)生的是反應(yīng) 填 氧化 或 還原 寫出NiO電極的電極反應(yīng)式 答案 1 3NO2 H2O2HNO3 NO 2 N2 g O2 g 2NO g H 183kJ mol 1 增大 3 2CO 2NON2 2CO2 根據(jù)Mg Ca Sr和Ba的質(zhì)子數(shù) 得知它們均為 A族元素 同一主族的元素 從上到下 原子半徑逐漸增大 4 還原 NO O2 2e NO2 解析 2 由題干信息可知 N2 g 2N g H1 945kJ mol 1 O2 g 2O g H2 498kJ mol 1 2N g 2O g 2NO g H3 1260kJ mol 1 根據(jù)蓋斯定律可得 N2 g O2 g 2NO g H H1 H2 H3 183kJ mol 1 3 根據(jù)各元素原子的質(zhì)子數(shù)結(jié)合每一周期容納的元素種數(shù)可推出Mg Ca Sr Ba都為 A族元素 它們分別位于三 四 五 六周期 同一主族元素 從上到下 原子半徑依次增大 金屬性逐漸增強 4 由題圖提供的信息可知Pt電極上O2得電子 發(fā)生還原反應(yīng) O2 4e 2O2 在NiO電極上NO被氧化成NO2 NO O2 2e NO2 解題關(guān)鍵 2 要求考生從化學反應(yīng)實質(zhì)的角度認識化學反應(yīng)過程中的能量變化 并進行相關(guān)計算 解答本題需要明確什么是鍵能 鍵能與化學反應(yīng)的焓變有何關(guān)系 評分細則 2 書寫熱化學方程式時 要注明每種物質(zhì)的聚集狀態(tài) H應(yīng)注明 或 帶上單位 kJ mol 1 熱量數(shù)值和方程式中化學計量數(shù)相對應(yīng) 3 2012北京理綜 26 13分 用Cl2生產(chǎn)某些含氯有機物時會產(chǎn)生副產(chǎn)物HCl 利用反應(yīng)A 可實現(xiàn)氯的循環(huán)利用 反應(yīng)A 4HCl O22Cl2 2H2O 1 已知 反應(yīng)A中 4molHCl被氧化 放出115 6kJ的熱量 H2O的電子式是 反應(yīng)A的熱化學方程式是 斷開1molH O鍵與斷開1molH Cl鍵所需能量相差約為kJ H2O中H O鍵比HCl中H Cl鍵 填 強 或 弱 2 對于反應(yīng)A 下圖是在4種投料比 n HCl n O2 分別為1 1 2 1 4 1 6 1 下 反應(yīng)溫度對HCl平衡轉(zhuǎn)化率影響的曲線 曲線b對應(yīng)的投料比是 當曲線b c d對應(yīng)的投料比達到相同的HCl平衡轉(zhuǎn)化率時 對應(yīng)的反應(yīng)溫度與投料比的關(guān)系是 投料比為2 1 溫度為400 時 平衡混合氣中Cl2的物質(zhì)的量分數(shù)是 答案 1 4HCl g O2 g 2Cl2 g 2H2O g H 115 6kJ mol 32強 2 4 1 投料比越高 對應(yīng)的反應(yīng)溫度越低 30 8 解析 1 設(shè)H O鍵的鍵能為x H Cl鍵的鍵能為y 則有 115 6kJ mol 2 243kJ mol 4x 4y 498kJ mol 化簡得x y 31 9kJ mol 即斷開1molH O鍵與斷開1molH Cl鍵所需能量相差約為32kJ H2O中H O鍵比HCl中H Cl鍵強 2 相同條件下 O2的濃度越大 HCl的平衡轉(zhuǎn)化率越高 故曲線a d分別對應(yīng)n HCl n O2 為6 1 1 1的情況 曲線b對應(yīng)的投料比是4 1 在圖上做一平行于溫度軸的直線與曲線b c d相交 可以看出 當不同投料比下HCl的平衡轉(zhuǎn)化率相同時 曲線b對應(yīng)的溫度最低 曲線d對應(yīng)的溫度最高 則可得出結(jié)論 投料比越高 對應(yīng)的反應(yīng)溫度越低 此時HCl的平衡轉(zhuǎn)化率為80 設(shè)反應(yīng)開始時n HCl 2amol n O2 amol 4HCl g O2 g 2Cl2 g 2H2O g 起始2amolamol00轉(zhuǎn)化1 6amol0 4amol0 8amol0 8amol平衡0 4amol0 6amol0 8amol0 8amol則平衡混合氣中Cl2的物質(zhì)的量分數(shù)是 100 30 8 B組統(tǒng)一命題 省 區(qū) 市 卷題組 4 2015重慶理綜 6 6分 黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一 其爆炸的熱化學方程式為 S s 2KNO3 s 3C s K2S s N2 g 3CO2 g H xkJ mol 1已知 碳的燃燒熱 H1 akJ mol 1S s 2K s K2S s H2 bkJ mol 12K s N2 g 3O2 g 2KNO3 s H3 ckJ mol 1則x為 A 3a b cB c 3a bC a b cD c a b 答案A本題已知的三個熱化學方程式為 C s O2 g CO2 g H1 akJ mol 1 S s 2K s K2S s H2 bkJ mol 1 2K s N2 g 3O2 g 2KNO3 s H3 ckJ mol 1由蓋斯定律可推出 3 可得熱化學方程式S s 2KNO3 s 3C s K2S s N2 g 3CO2 g H xkJ mol 1 3a b c kJ mol 1 因此A項正確 5 2014課標 13 6分 室溫下 將1mol的CuSO4 5H2O s 溶于水會使溶液溫度降低 熱效應(yīng)為 H1 將1mol的CuSO4 s 溶于水會使溶液溫度升高 熱效應(yīng)為 H2 CuSO4 5H2O受熱分解的化學方程式為 CuSO4 5H2O s CuSO4 s 5H2O l 熱效應(yīng)為 H3 則下列判斷正確的是 A H2 H3B H1 H3 答案B由題干信息可得 CuSO4 5H2O s Cu2 aq S aq 5H2O l H1 0 Cu SO4 s Cu2 aq S aq H20 H2 H1 B項正確 C D項錯誤 H3 0 H2 H2 A項錯誤 評析在解答有關(guān)熱化學方程式的題目時 一要注意熱化學方程式的書寫規(guī)范 二要注意比較 H的大小時看正 負 三要會運用蓋斯定律 6 2014重慶理綜 6 6分 已知 C s H2O g CO g H2 g H akJ mol 12C s O2 g 2CO g H 220kJ mol 1H H OO和O H鍵的鍵能分別為436 496和462kJ mol 1 則a為 A 332B 118C 350D 130 答案D按順序?qū)㈩}中兩個熱化學方程式編號為 和 依據(jù)蓋斯定律 2得 2H2 g O2 g 2H2O g H 220 2a kJ mol 1 由鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系可得 2 436 496 4 462 220 2a 解得a 130 D項正確 評析本題考查蓋斯定律的應(yīng)用及 H與鍵能的關(guān)系等知識 能力考查層級為應(yīng)用 試題難度為中等 學生需熟練掌握相關(guān)知識 準確計算才能較快地得出正確答案 7 2017課標 28 14分 近期發(fā)現(xiàn) H2S是繼NO CO之后的第三個生命體系氣體信號分子 它具有參與調(diào)節(jié)神經(jīng)信號傳遞 舒張血管減輕高血壓的功能 回答下列問題 1 下列事實中 不能比較氫硫酸與亞硫酸的酸性強弱的是 填標號 A 氫硫酸不能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng) 而亞硫酸可以B 氫硫酸的導(dǎo)電能力低于相同濃度的亞硫酸C 0 10mol L 1的氫硫酸和亞硫酸的pH分別為4 5和2 1D 氫硫酸的還原性強于亞硫酸 2 下圖是通過熱化學循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理 通過計算 可知系統(tǒng) 和系統(tǒng) 制氫的熱化學方程式分別為 制得等量H2所需能量較少的是 3 H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng) H2S g CO2 g COS g H2O g 在610K時 將0 10molCO2與0 40molH2S充入2 5L的空鋼瓶中 反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0 02 H2S的平衡轉(zhuǎn)化率 1 反應(yīng)平衡常數(shù)K 在620K重復(fù)實驗 平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0 03 H2S的轉(zhuǎn)化率 2 1 該反應(yīng)的 H0 填 或 向反應(yīng)器中再分別充入下列氣體 能使H2S轉(zhuǎn)化率增大的是 填標號 A H2SB CO2C COSD N2 答案 1 D 2 H2O l H2 g O2 g H 286kJ mol 1H2S g H2 g S s H 20kJ mol 1系統(tǒng) 3 2 52 8 10 3 B 解析 1 根據(jù)強酸制弱酸規(guī)律 可知酸性H2SO3 H2CO3 H2S A項不符合題意 亞硫酸 氫硫酸都是二元弱酸 等濃度的亞硫酸的導(dǎo)電能力比氫硫酸的強 說明亞硫酸的電離程度大于氫硫酸 可以證明酸性 H2SO3 H2S B項不符合題意 等濃度的二元弱酸溶液 酸電離產(chǎn)生的c H 越大 溶液的pH越小 則對應(yīng)酸的酸性越強 所以亞硫酸的pH比等濃度的氫硫酸的pH小 可以證明酸性 H2SO3 H2S C項不符合題意 物質(zhì)的還原性與其電離產(chǎn)生氫離子的濃度大小無關(guān) 因此不能證明二者的酸性強弱 D項符合題意 2 H2SO4 aq SO2 g H2O l O2 g H1 327kJ mol 1 SO2 g I2 s 2H2O l 2HI aq H2SO4 aq H2 151kJ mol 1 2HI aq H2 g I2 s H3 110kJ mol 1 H2S g H2SO4 aq S s SO2 g 2H2O l H4 61kJ mol 1根據(jù)蓋斯定律由 可得系統(tǒng) 的熱化學方程式 H2O l H2 g O2 g H 286 kJ mol 1 由 可得系統(tǒng) 的熱化學方程式 H2S g H2 g S s H 20kJ mol 1 根據(jù)系統(tǒng) 系統(tǒng) 的熱化學方程式可知產(chǎn)生等量的氫氣 后者吸收的熱量比前者少 3 設(shè)平衡時反應(yīng)的H2S的物質(zhì)的量為xmol H2S g CO2 g COS g H2O g 開始0 40mol0 10mol00轉(zhuǎn)化xmolxmolxmolxmol平衡 0 40 x mol 0 10 x molxmolxmol 0 02解得x 0 01 所以H2S的平衡轉(zhuǎn)化率 1 100 2 5 在610K時 該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)K 2 8 10 3 溫度由610K升高到620K 平衡時水的物質(zhì)的量分數(shù)由0 02變?yōu)? 03 所以H2S的轉(zhuǎn)化率增大 即 2 1 根據(jù)題意可知升高溫度 化學平衡向正反應(yīng)方向移動 所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) 即 H 0 增大H2S的濃度 平衡正向移動 但加入量遠遠大于平衡移動時H2S的消耗量 所以H2S轉(zhuǎn)化率減小 A項錯誤 增大CO2的濃度 平衡正向移動 H2S轉(zhuǎn)化率增大 B項正確 COS是生成物 增大生成物的濃度 平衡逆向移動 H2S轉(zhuǎn)化率減小 C項錯誤 N2是與反應(yīng)體系無關(guān)的氣體 充入N2 不能使化學平衡發(fā)生移動 所以對H2S轉(zhuǎn)化率無影響 D項錯誤 8 2014江蘇單科 10 2分 已知 C s O2 g CO2 g H1CO2 g C s 2CO g H22CO g O2 g 2CO2 g H34Fe s 3O2 g 2Fe2O3 s H43CO g Fe2O3 s 3CO2 g 2Fe s H5下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是 A H1 0 H30 H4 0C H1 H2 H3D H3 H4 H5 C組教師專用題組 答案C根據(jù)反應(yīng)的熱效應(yīng)可知 H10 H3 0 H4 0 故A B不正確 根據(jù)蓋斯定律可得 H1 H2 H3 H3 H4 H5 C項正確 D項錯誤 9 2015山東理綜 30 19分 合金貯氫材料具有優(yōu)異的吸放氫性能 在配合氫能的開發(fā)中起著重要作用 1 一定溫度下 某貯氫合金 M 的貯氫過程如圖所示 縱軸為平衡時氫氣的壓強 p 橫軸表示固相中氫原子與金屬原子的個數(shù)比 H M 在OA段 氫溶解于M中形成固溶體MHx 隨著氫氣壓強的增大 H M逐漸增大 在AB段 MHx與氫氣發(fā)生氫化反應(yīng)生成氫化物MHy 氫化反應(yīng)方程式為 zMHx s H2 g zMHy s H1 在B點 氫化反應(yīng)結(jié)束 進一步增大氫氣壓強 H M幾乎不變 反應(yīng) 中z 用含x和y的代數(shù)式表示 溫度為T1時 2g某合金4min內(nèi)吸收氫氣240mL 吸氫速率v mL g 1 min 1 反應(yīng) 的焓變 H10 填 或 2 表示單位質(zhì)量貯氫合金在氫化反應(yīng)階段的最大吸氫量占其總吸氫量的比例 則溫度為T1 T2時 T1 T2 填 或 當反應(yīng) 處于圖中a點時 保持溫度不變 向恒容體系中通入少量氫氣 達平衡后反應(yīng) 可能處于圖中的點 填 b c 或 d 該貯氫合金可通過或的方式釋放氫氣 3 貯氫合金ThNi5可催化由CO H2合成CH4的反應(yīng) 溫度為T時 該反應(yīng)的熱化學方程式為 已知溫度為T時 CH4 g 2H2O g CO2 g 4H2 g H 165kJ mol 1CO g H2O g CO2 g H2 g H 41kJ mol 1 答案 1 30c加熱減壓 3 CO g 3H2 g CH4 g H2O g H 206kJ mol 1 解析 1 由氫原子守恒可知 zx 2 zy 解得z 根據(jù)題意可知 吸氫速率v 30mL g 1 min 1 觀察圖像可知 升高溫度 平衡時氫氣的壓強增大 即反應(yīng) 的平衡逆向移動 故反應(yīng) 為放熱反應(yīng) 即 H1 T2 在AB段 MHx與H2發(fā)生反應(yīng) 圖中a點時向恒溫 恒容體系中通入少量H2 H2被吸收 H M增大 平衡后反應(yīng) 可能處于c點 反應(yīng) 是氣體體積減小的放熱反應(yīng) 釋放H2時使反應(yīng) 逆向進行即可 故可通過加熱或減壓的方法實現(xiàn) 3 已知 CH4 g 2H2O g CO2 g 4H2 g H 165kJ mol 1 CO g H2O g CO2 g H2 g H 41kJ mol 1 由蓋斯定律可知 即得所求熱化學方程式 CO g 3H2 g CH4 g H2O g H 206kJ mol 1 評析本題題干閱讀量大 主要考查學生對信息的提取 加工 整合 自學及應(yīng)用能力 有用信息的獲取是解答本題的關(guān)鍵 10 2014大綱全國 28 15分 化合物AX3和單質(zhì)X2在一定條件下反應(yīng)可生成化合物AX5 回答下列問題 1 已知AX3的熔點和沸點分別為 93 6 和76 AX5的熔點為167 室溫時AX3與氣體X2反應(yīng)生成1molAX5 放出熱量123 8kJ 該反應(yīng)的熱化學方程式為 2 反應(yīng)AX3 g X2 g AX5 g 在容積為10L的密閉容器中進行 起始時AX3和X2均為0 2mol 反應(yīng)在不同條件下進行 反應(yīng)體系總壓強隨時間的變化如圖所示 列式計算實驗a從反應(yīng)開始至達到平衡時的反應(yīng)速率v AX5 圖中3組實驗從反應(yīng)開始至達到平衡時的反應(yīng)速率v AX5 由大到小的次序為 填實驗序號 與實驗a相比 其他兩組改變的實驗條件及判斷依據(jù)是 b c 用p0表示開始時總壓強 p表示平衡時總壓強 表示AX3的平衡轉(zhuǎn)化率 則 的表達式為 實驗a和c的平衡轉(zhuǎn)化率 a為 c為 答案 1 AX3 l X2 g AX5 s H 123 8kJ mol 1 2分 2 1 7 10 4mol L 1 min 1 3分 bca 2分 加入催化劑 反應(yīng)速率加快 但平衡點沒有改變 2分 溫度升高 反應(yīng)速率加快 但平衡點向逆反應(yīng)方向移動 或反應(yīng)容器的容積和起始物質(zhì)的量未改變 但起始總壓強增大 2分 2 1 2分 50 1分 40 1分 解析 1 由題意知 室溫時 AX3是液體 AX5是固體 所以熱化學方程式為AX3 l X2 g AX5 s H 123 8kJ mol 1 2 開始時n0 0 4mol 總壓強為160kPa 平衡時總壓強為120kPa 設(shè)平衡時的總物質(zhì)的量為n 則 n 0 4mol 0 3mol AX3 g X2 g AX5 g 起始量 mol 0 20 20平衡量 mol 0 2 x0 2 xx 0 2 x 0 2 x x 0 3 x 0 1 v AX5 1 7 10 4mol L 1 min 1 AX3 g X2 g AX5 g 初始0 2mol0 2mol0變化xmolxmolxmol平衡 0 2 x mol 0 2 x molxmol 解得x 所以 2 1 把實驗a c起始與平衡時對應(yīng)的壓強代入上式 解得 實驗a的轉(zhuǎn)化率 a 2 1 50 實驗c的轉(zhuǎn)化率 c 2 1 40 評析本題以化學平衡為載體 考查了熱化學方程式的書寫 化學反應(yīng)速率 化學平衡 轉(zhuǎn)化率的計算等 綜合性較強 難度適中 考點一化學反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念及計算1 2018北京石景山一模 6 2017年3月 中國成功開采可燃冰 主要成分為甲烷 直接從自然界得到的能源為一次能源 下列不屬于一次能源的是 A 石油B 氫能C 太陽能D 煤 A組2016 2018年高考模擬 基礎(chǔ)題組 三年模擬 答案B直接從自然界得到的能源為一次能源 所以石油 煤 太陽能均屬于一次能源 氫能是由一次能源轉(zhuǎn)化而來的 屬于二次能源 2 2018北京朝陽二模 9 中國學者在水煤氣變換 CO g H2O g CO2 g H2 g H 中突破了低溫下高轉(zhuǎn)化率與高反應(yīng)速率不能兼得的難題 該過程是基于雙功能催化劑 能吸附不同粒子 催化實現(xiàn)的 反應(yīng)過程示意圖如下 下列說法正確的是 A 過程 過程 均為放熱過程B 過程 生成了具有極性共價鍵的H2 CO2C 使用催化劑降低了水煤氣變換反應(yīng)的 HD 圖示過程中的H2O均參與了反應(yīng)過程 答案DA項 過程 發(fā)生了化學鍵的斷裂 是吸熱過程 B項 過程 生成的H2只含有非極性共價鍵 C項 使用催化劑可以降低化學反應(yīng)的活化能 不能改變反應(yīng)的 H D項 分析反應(yīng)過程示意圖知 圖示過程中的H2O均參與了反應(yīng)過程 3 2018北京朝陽期中 10 兩種由正丁烷 C4H10 催化脫氫制1 丁烯 C4H8 的熱化學方程式如下 C4H10 g C4H8 g H2 g H1 123kJ mol 1 C4H10 g 1 2O2 g C4H8 g H2O g H2 119kJ mol 1下列說法中不正確的是 A 中有極性鍵斷裂 同時有非極性鍵生成B 中使用不同的催化劑 H1不變C 中反應(yīng)物總能量低于生成物總能量D 1molC4H10 g 完全燃燒釋放的能量大于119kJ 答案CA項 中有極性鍵 C H鍵 斷裂 同時有非極性鍵 H H鍵 生成 B項 催化劑能夠降低反應(yīng)的活化能 但不能改變反應(yīng)熱 故 中使用不同的催化劑 H1不變 C項 反應(yīng) 是放熱反應(yīng) 說明反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 D項 1molC4H10 g 完全燃燒生成CO2 g 和H2O l 釋放的能量大于119kJ 4 2017北京海淀期中 8 已知 2H2O2 l 2H2O l O2 g H 98kJ mol 1 在含少量I 的溶液中 H2O2的分解過程為 H2O2 l I aq H2O l IO aq H1 H2O2 l IO aq H2O l O2 g I aq H2下列說法不正確的是 A H1 H2 HB I 是H2O2分解反應(yīng)的催化劑C 欲分解2molH2O2 l 至少需要提供98kJ的熱量D 若生成1molO2 則反應(yīng) 轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol 答案CA項 由蓋斯定律知 H1 H2 H B項 I 是H2O2分解反應(yīng)的催化劑 C項 分解2molH2O2 l 放出98kJ熱量 D項 生成1molO2 反應(yīng) 轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol 5 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 0kJ mol S s O2 g SO2 g H 296 0kJ mol下列說法中正確的是 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)化的熱化學方程式是 2CO g SO2 g S s 2CO2 g H 270kJ mol 答案AB項 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 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 利用蓋斯定律 由反應(yīng) 反應(yīng) 可得 2CO g SO2 g S s 2CO2 g H 270kJ mol 6 2016北京順義一模 8 N2和H2在催化劑表面合成氨的微觀歷程及能量變化的示意圖如下 用 分別表示N2 H2 NH3 下列說法正確的是 A 使用催化劑 合成氨反應(yīng)放出的熱量減少B 在該過程中 N2 H2斷鍵形成N原子和H原子C 在該過程中 N原子和H原子形成了含有非極性鍵的NH3 D 合成氨反應(yīng)中 反應(yīng)物斷鍵吸收的能量大于生成物形成新鍵釋放的能量 答案BA項 催化劑只能降低反應(yīng)的活化能 加快反應(yīng)速率 不改變反應(yīng)物與生成物具有的能量 所以放出的熱量不變 C項 在該過程中 N原子和H原子形成了含有極性鍵的NH3 D項 由圖示可知 反應(yīng)物的能量高于生成物的能量 則反應(yīng)為放熱反應(yīng) 故合成氨反應(yīng)中 反應(yīng)物斷鍵吸收的能量小于生成物形成新鍵釋放的能量 考點二熱化學方程式的書寫及正誤判斷1 2017北京朝陽二模 11 NH3催化還原NO是重要的煙氣脫硝技術(shù) 其反應(yīng)過程與能量關(guān)系如左圖 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)過程如右圖 下列說法正確的是 A NH3催化還原NO為吸熱反應(yīng)B 過程 中NH3斷裂非極性鍵C 過程 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 4N2 g 6H2O g 答案DA項 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 過程 中NH3斷裂的是N H極性鍵 C項 過程 中鐵元素的化合價沒有變 Fe2 不是還原劑 D項 分析反應(yīng)的過程 可以得出總反應(yīng)為4NH3 g 4NO g O2 g 4N2 g 6H2O g 2 2016北京海淀期末 10 已知 2C s O2 g 2CO g H 220kJ mol 1 氫氣燃燒的能量變化示意圖 下列說法正確的是 A 1molC s 完全燃燒放出110kJ的熱量B H2 g 1 2O2 g H2O g H 480kJ mol 1C C s H2O g CO g H2 g H 130kJ mol 1D 欲分解2molH2O l 至少需要提供4 462kJ的熱量 答案CA項 C s 完全燃燒的產(chǎn)物為二氧化碳氣體 1molC s 完全燃燒放出的熱量大于110kJ B項 H2 g O2 g H2O g H 2 436 496 4 462 kJ mol 1 240kJ mol 1 C項 2C s O2 g 2CO g H 220kJ mol 1 H2 g O2 g H2O g H 240kJ mol 1 將 得 C s H2O g CO g H2 g H 130kJ mol 1 D項 欲分解2molH2O l 需要提供的熱量應(yīng)大于480kJ 3 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 CO變換反應(yīng)的熱化學方程式是 一定條件下 向體積固定的密閉容器中充入aL半水煤氣 發(fā)生CO變換反應(yīng) 測得不同溫度 T1 T2 下氫氣的體積分數(shù) H2 與時間的關(guān)系如下圖所示 T1 T2的大小關(guān)系及判斷理由是 請在上圖中畫出其他條件相同時 起始充入0 5aL半水煤氣 T2溫度下氫氣的體積分數(shù) H2 隨時間的變化曲線 2 步驟 用飽和Na2CO3溶液作吸收劑脫除CO2時 初期無明顯現(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 當吸收劑失效時 請寫出一種可使其再生的方法 用化學方程式表示 答案 1 CO g H2O g CO2 g H2 g H 36kJ mol 1 T2 T1 相同條件下 溫度越高反應(yīng)速率越快 達到化學平衡狀態(tài)的時間越短 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 H2O2NaHCO3可知 水的質(zhì)量減小 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 熱化學方程式為CO g H2O g CO2 g H2 g H 36kJ mol 1 相同條件下 溫度越高 反應(yīng)速率越快 達到化學平衡狀態(tài)的時間越短 故溫度 T2 T1 其他條件相同 T2溫度下起始充入0 5aL半水煤氣 最終平衡與起始充入aL半水煤氣時等效 平衡時 H2 不變 但因濃度降低 所以反應(yīng)速率下降 達到平衡的時間延長 2 a項 吸收前 溶質(zhì)為Na2CO3 c Na 最大 其次為c C 由H2OH OH 和C H2OHC OH 可知 c OH 比c HC 略大 故c Na c C c OH c HC b項 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2 1 c項 吸收全進程中 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 故通過加熱可實現(xiàn)吸收劑再生 即2NaHCO3Na2CO3 CO2 H2O 一 選擇題 每題5分 共10分 B組2016 2018年高考模擬 綜合題組時間 20分鐘分值 35分 1 2017北京西城期末 6 2SO2 g O2 g 2SO3 g H akJ mol 1 反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示 下列說法中 不正確的是 A a 0B 過程 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 答案CA項 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 加入催化劑 能夠降低反應(yīng)的活化能 但不改變反應(yīng)的焓變 因此過程 可能使用了催化劑 C項 使用催化劑 平衡不移動 不能提高SO2的平衡轉(zhuǎn)化率 D項 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 審題技巧觀察圖像知 反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 過程 的活化能高于過程 然后根據(jù)相關(guān)知識判斷正誤 易錯警示催化劑可以降低反應(yīng)的活化能 加快化學反應(yīng)速率 但不能改變化學平衡 不能改變反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率 2 2017北京豐臺期末 6 常溫常壓時烯烴與氫氣混合不反應(yīng) 高溫時反應(yīng)很慢 但在適當?shù)拇呋瘎┐嬖跁r可與氫氣反應(yīng)生成烷烴 一般認為加氫反應(yīng)是在催化劑表面進行的 反應(yīng)過程的示意圖如下 下列說法中正確的是 A 乙烯和H2生成乙烷的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B 加入催化劑 可減小反應(yīng)的熱效應(yīng)C 催化劑能改變平衡轉(zhuǎn)化率 不能改變化學平衡常數(shù)D 催化加氫過程中金屬氫化物的氫原子和雙鍵碳原子先結(jié)合 得到中間體 答案DA項 根據(jù)圖示可知 反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng) B項 催化劑不會引起反應(yīng)熱的變化 C項 催化劑只會加快反應(yīng)速率 不能改變平衡轉(zhuǎn)化率和化學平衡常數(shù) 根據(jù)烯烴催化加氫示意圖可知D項正確 審題技巧觀察乙烯氫化反應(yīng)能量示意圖知 反應(yīng)物總能量高于生成物總能量 為放熱反應(yīng) 明確催化劑的作用 易錯警示催化劑只能降低反應(yīng)的活化能 不能改變反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率 化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān) 3 2018北京海淀期中 18 11分 丙烯是重要的有機化工原料 主要用于生產(chǎn)聚丙烯 丙烯腈 環(huán)氧丙烷等 1 以丁烯和乙烯為原料反應(yīng)生成丙烯的方法被稱為 烯烴歧化法 主要反應(yīng)為 C4H8 g C2H4 g 2C3H6 g 已知相關(guān)燃燒熱數(shù)據(jù) C2H4 g 3O2 g 2CO2 g 2H2O l H1 1411kJ mol 1C3H6 g 9 2O2 g 3CO2 g 3H2O l H2 2049kJ mol 1C4H8 g 6O2 g 4CO2 g 4H2O l H3 2539kJ mol 1 乙烯的電子式為 相同質(zhì)量的C2H4 g C3H6 g 和C4H8 g 充分燃燒 放出的熱量由多到少的順序依次為 填寫化學式 二 非選擇題 共25分 烯烴歧化法 的主要反應(yīng)的熱化學方程式為 2 丁烯裂解法 是另一種重要的丙烯生產(chǎn)法 但生產(chǎn)過程中會有生成乙烯的副反應(yīng)發(fā)生 反應(yīng)如下 主反應(yīng) 3C4H84C3H6副反應(yīng) C4H82C2H4測得上述兩反應(yīng)的平衡體系中 各組分的質(zhì)量分數(shù) 隨溫度 T 和壓強 p 變化的趨勢分別如圖1和圖2所示 圖1 圖2 平衡體系中的丙烯和乙烯的質(zhì)量比是工業(yè)生產(chǎn)丙烯時選擇反應(yīng)條件的重要指標之一 從產(chǎn)物的純度考慮 該數(shù)值越高越好 從圖1和圖2中表現(xiàn)的趨勢來看 下列反應(yīng)條件最適宜的是 填字母序號 A 300 0 1MPaB 700 0 1MPa C 300 0 5MPaD 700 0 5MPa 有研究者結(jié)合圖1數(shù)據(jù)并綜合考慮各種因素 認為450 的反應(yīng)溫度比300 或700 更合適 從反應(yīng)原理角度分析其理由可能是 圖2中 隨壓強增大平衡體系中丙烯的百分含量呈上升趨勢 從平衡角度解釋其原因是 答案 11分 除特殊標注外 每空2分 1 1分 C2H4 C3H6 C4H8 C4H8 g C2H4 g 2C3H6 g H 148kJ mol 1 2 C 450 比300 的反應(yīng)速率快 比700 的副反應(yīng)程度小 丁烯轉(zhuǎn)化成丙烯的轉(zhuǎn)化率高 該溫度下催化劑的選擇性最高 該溫度是催化劑的活性溫度 答對任意兩點給2分 壓強增大 生成乙烯的副反應(yīng)的平衡逆向移動 丁烯濃度增大 導(dǎo)致主反應(yīng)的平衡正向移動 丙烯含量增大 解析 1 乙烯分子中含有碳碳雙鍵 電子式為 觀察已知的燃燒熱數(shù)據(jù)知 相同質(zhì)量的C2H4 g C3H6 g 和C4H8 g 充分燃燒 放出的熱量由多到少的順序依次為C2H4 C3H6 C4H8 依據(jù)蓋斯定律可得 烯烴歧化法 的主要反應(yīng)的熱化學方程式為C4H8 g C2H4 g 2C3H6 g H 148kJ mol 1 2 觀察已知圖像 分析可知 在300 0 5MPa時 平衡體系中的丙烯和乙烯的質(zhì)量比最高 是生產(chǎn)丙烯的適宜條件 壓強增大 生成乙烯的副反應(yīng)的平衡逆向移動 丁烯濃度增大 導(dǎo)致主反應(yīng)的平衡正向移動 丙烯含量增大 故隨壓強增大平衡體系中丙烯的百分含量呈上升趨勢 審題技巧認真觀察圖像中曲線變化的趨勢 結(jié)合化學反應(yīng)原理綜合分析 答題規(guī)范解答化學反應(yīng)原理類題目要注意敘述方式 分析條件變化 判斷移動方向 得出移動結(jié)果 條件變化 只考慮 一個條件 變化 其他條件不變 判斷移動方向 正向 或逆向 移動 得出移動結(jié)果 某些物理量發(fā)生了什么變化或造成了什么影響 要特別注意語言規(guī)范 條件改變引起 平衡 發(fā)生移動 要避免 反應(yīng)向正 或逆 方向移動 的錯誤說法 4 2016北京西城期末 20 14分 銅冶金技術(shù)以火法冶煉為主 1 火法煉銅的工藝流程如下 反應(yīng) 2Cu2S s 3O2 g 2Cu2O s 2SO2 g H 768 2kJ mol 1反應(yīng) 2Cu2O s Cu2S s 6Cu s SO2 g H 116 0kJ mol 1 在反應(yīng) 中 每生成1molSO2轉(zhuǎn)移電子mol 反應(yīng)Cu2S s O2 g 2Cu s SO2 g 的 H kJ mol 1 理論上m1 m2 2 煉銅的副產(chǎn)品SO2多用于制硫酸和石膏等化學產(chǎn)品 制硫酸中重要的一步反應(yīng)是2SO2 g O2 g 2SO3 g H 196kJ mol 1 下圖表示將2 0molSO2和1 0molO2置于1L密閉容器中 當其他條件一定時 SO2 g 的平衡轉(zhuǎn)化率 隨X的變化關(guān)系 X X1 X2 代表壓強或溫度 X代表的物理量是 A對應(yīng)條件下平衡常數(shù)K 下圖表示的是生產(chǎn)石膏的簡單流程 請用平衡移動原理解釋向CaCO3懸濁液中通入SO2發(fā)生反應(yīng)的原因 3 工業(yè)硫酸中往往含有一定量的SO2 測定過程如下 取mg工業(yè)硫酸配成100mL溶液 取出20 00mL溶液 加入1mL指示劑 用cmol L 1I2標準溶液滴定 消耗I2標準溶液VmL 工業(yè)硫酸中含有SO2的質(zhì)量分數(shù)的計算式是 答案 1 6 217 4 2 1 2 壓強80 CaCO3懸濁液中存在CaCO3 s Ca2 aq C aq 通入SO2時 C與SO2反應(yīng) c C 減小 溶解平衡正向移動 3 100 解析 1 反應(yīng) 中 硫元素由 2價升高到 4價 所以每生成1molSO2轉(zhuǎn)移6mole 根據(jù)蓋斯定律 由 3可得Cu2S s O2 g 2Cu s SO2 g H kJ mol 1 217 4kJ mol 1 反應(yīng) 中2Cu2S 2Cu2O 反應(yīng) 中2Cu2O Cu2S 所以理論上m1 m2 2 1 2 SO2和O2的反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng) 升高溫度 平衡逆向移動 SO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小 增大壓強 平衡正向移動 SO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大 故X代表的物理量是壓強 由平衡 三段式 可得 2SO2 O22SO3起始 mol2 01 00轉(zhuǎn)化 mol1 60 81 6平衡 mol0 40 21 6所以 K 80 3 由化學方程式SO2 I2 2H2OH2SO4 2HI可知 mg工業(yè)硫酸中含有SO2的質(zhì)量為10 3c V 64 g g 所以質(zhì)量分數(shù)計算式為 100 審題技巧解釋向CaCO3懸濁液中通入SO2發(fā)生反應(yīng)的原因時注意用平衡移動原理