2019-2020年高考化學(xué)分類題庫(kù) 考點(diǎn)6 化學(xué)反應(yīng)與能量.doc

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2019-2020年高考化學(xué)分類題庫(kù) 考點(diǎn)6 化學(xué)反應(yīng)與能量 ．(xx北京高考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O C．CO和O生成了具有極性共價(jià)鍵的CO2 D．狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應(yīng)的過(guò)程 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下3點(diǎn): (1)反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量高,則是放熱反應(yīng); (2)不同種原子間形成的共價(jià)鍵是極性鍵; (3)圖中的化學(xué)鍵沒(méi)有斷裂。 【解析】選C。分析圖象知狀態(tài)Ⅰ的能量比狀態(tài)Ⅲ的高,因此是放熱反應(yīng),A錯(cuò)誤;從反應(yīng)歷程看反應(yīng)過(guò)程中化學(xué)鍵沒(méi)有斷裂,B錯(cuò)誤;CO2的結(jié)構(gòu)是OCO,含極性鍵,C正確;狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ是CO與O的反應(yīng),D錯(cuò)誤。 【誤區(qū)提醒】解答本題容易犯思維定勢(shì)的毛病,認(rèn)為該反應(yīng)是CO與O2的反應(yīng),而且化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)是舊鍵斷裂,新鍵形成而誤選B或D。 ．(xx天津高考3)下列說(shuō)法不正確的是 ( ) A．Na與H2O的反應(yīng)是熵增的放熱反應(yīng),該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行 B．飽和Na2SO4溶液或濃硝酸均可使蛋白質(zhì)溶液產(chǎn)生沉淀,但原理不同 C．FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等條件下二者對(duì)H2O2分解速率的改變相同 D．Mg(OH)2固體在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq),該固體可溶于NH4Cl溶液 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn): (1)ΔG=ΔH－TΔS<0,該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。 (2)催化劑具有高效性、專一性,條件不同作用效果不同。 【解析】選C。Na與水的反應(yīng)是固體與液體反應(yīng)生成氣體,為熵增的反應(yīng),ΔS>0,在反應(yīng)中鈉會(huì)熔化成一個(gè)閃亮的小球四處游動(dòng),且發(fā)出嘶嘶的聲音,此反應(yīng)為放熱反應(yīng),則ΔH<0,故ΔG=ΔH－TΔS<0,該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,A項(xiàng)正確;飽和Na2SO4溶液使蛋白質(zhì)溶液產(chǎn)生沉淀是蛋白質(zhì)的鹽析,濃硝酸是強(qiáng)氧化性酸,使蛋白質(zhì)溶液產(chǎn)生沉淀是蛋白質(zhì)的變性,原理不同,B項(xiàng)正確;FeCl3和MnO2均可作為催化劑加快H2O2分解,但同等條件下二者對(duì)H2O2分解催化效果不相同,故反應(yīng)速率的改變不相同,C項(xiàng)錯(cuò)誤;Mg(OH)2固體在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq),NH4Cl溶液中N水解使溶液呈酸性,消耗OH－,使平衡正向移動(dòng),Mg(OH)2固體可溶于NH4Cl溶液,D項(xiàng)正確。 ．(xx重慶高考6)黑火藥是中國(guó)古代的四大發(fā)明之一,其爆炸的熱化學(xué)方程式為: S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g) ΔH=xkJmol－1 已知:碳的燃燒熱ΔH1=akJmol－1 S(s)＋2K(s)K2S(s)　ΔH2=bkJmol－1 2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)2KNO3(s)　ΔH3=ckJmol－1 則x為 ( ) A．3a＋b－c B．c－3a－b C．a(chǎn)＋b－c D．c－a－b 【解題指南】計(jì)算反應(yīng)焓變的流程如下: 【解析】選A。已知碳的燃燒熱為ΔH1=akJmol－1,則碳的燃燒熱化學(xué)方程式為①C(s)＋O2(g)CO2(g)　ΔH1=akJmol－1,②S(s)＋2K(s)K2S(s)　ΔH2=bkJmol－1,③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)2KNO3(s)　ΔH3=ckJmol－1,根據(jù)蓋斯定律,可得ΔH=3ΔH1＋ΔH2－ΔH3,即x=3a＋b－c。 ．(xx海南高考4)已知丙烷的燃燒熱ΔH=－2 215 kJmol－1,若一定量的丙烷完全燃燒后生成1.8 g水,則放出的熱量約為 ( ) A．55 kJ B．220 kJ C．550 kJ D．1 108 kJ 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn): (1)燃燒熱的理解; (2)熱化學(xué)方程式中焓變可以作為理論量進(jìn)行計(jì)算。 【解析】選A。丙烷的分子式是C3H8,1 mol丙烷燃燒會(huì)產(chǎn)生4 mol水,則丙烷完全燃燒產(chǎn)生1.8 g水,消耗丙烷的物質(zhì)的量是n(C3H8)=n(H2O)=m(H2O)M=1.8 g18 gmol－14=0.025 mol,所以反應(yīng)放出的熱量是Q=2 215 kJmol－1 0.025 mol=55.375 kJ,因此大約數(shù)值與選項(xiàng)A接近。 【誤區(qū)提醒】燃燒熱的熱化學(xué)方程式的應(yīng)用,在燃燒熱的理解中需要注意燃燒物為1 mol,然后依據(jù)熱化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算,需要上下單位一致,左右物質(zhì)的量相當(dāng)(滿足化學(xué)計(jì)量數(shù))。 ．(xx江蘇高考3)下列說(shuō)法正確的是 ( ) A．分子式為C2H6O的有機(jī)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:CCO2 C．在氧化還原反應(yīng)中,還原劑失去電子總數(shù)等于氧化劑得到電子的總數(shù) D．通過(guò)化學(xué)變化可以直接將水轉(zhuǎn)變?yōu)槠? 【解析】選C。分子式為C2H6O的有機(jī)化合物可能為CH3CH2OH,也可能為CH3OCH3,二者性質(zhì)不同,A項(xiàng)錯(cuò)誤;途徑a和途徑b均為單質(zhì)碳生成二氧化碳,根據(jù)蓋斯定律,二者能量變化相同(起始態(tài)相同),B項(xiàng)錯(cuò)誤;在氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒,C項(xiàng)正確;將水變?yōu)槠褪遣滑F(xiàn)實(shí)的,水中只含氧、氫元素,而汽油含有碳、氫元素,組成元素不同無(wú)法轉(zhuǎn)化,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【誤區(qū)提醒】該題易錯(cuò)選B項(xiàng)。錯(cuò)誤地認(rèn)為途徑a生成了CO和H2,CO和H2燃燒放出的熱量多,而忽視了C生成CO和H2需吸收熱量。沒(méi)有根據(jù)蓋斯定律解決此題。 ．(xx江蘇高考4)在CO2中,Mg燃燒生成MgO和C。下列說(shuō)法正確的是 ( ) A．元素C的單質(zhì)只存在金剛石和石墨兩種同素異形體 B．Mg、MgO中鎂元素微粒的半徑:r(Mg2＋)>r(Mg) C．在該反應(yīng)條件下,Mg的還原性強(qiáng)于C的還原性 D．該反應(yīng)中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能 【解析】選C。除金剛石和石墨外,C還存在C60等同素異構(gòu)體,A項(xiàng)錯(cuò)誤;Mg的電子層數(shù)比Mg2＋多,所以半徑r(Mg)>r(Mg2＋),B項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)方程式為2Mg ＋ CO22MgO ＋ C,還原劑為Mg,還原產(chǎn)物為C,由還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物,可得Mg的還原性強(qiáng)于C,C項(xiàng)正確;燃燒過(guò)程中除了轉(zhuǎn)化為熱能還轉(zhuǎn)化為光能等其他能量,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 ．(雙選)(xx江蘇高考15)在體積均為1.0 L的兩恒容密閉容器中加入足量的相同的碳粉,再分別加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2,在不同溫度下反應(yīng)CO2(g)＋C(s)2CO(g)達(dá)到平衡,平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量濃度c(CO2)隨溫度的變化如圖所示(圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ點(diǎn)均處于曲線上)。下列說(shuō)法正確的是 ( ) A．反應(yīng)CO2(g)＋C(s)2CO(g)的ΔS>0、ΔH<0 B．體系的總壓強(qiáng)p總:p總(狀態(tài)Ⅱ)>2p總(狀態(tài)Ⅰ) C．體系中c(CO):c(CO,狀態(tài)Ⅱ)<2c(CO,狀態(tài)Ⅲ) D．逆反應(yīng)速率v逆:v逆(狀態(tài)Ⅰ)>v逆(狀態(tài)Ⅲ) 【解析】選B、C。C和CO2反應(yīng)是吸熱反應(yīng),ΔH>0,A項(xiàng)錯(cuò)誤;點(diǎn)Ⅰ所在的曲線是通入0.1 mol CO2,點(diǎn)Ⅱ所在的曲線是通入0.2 mol CO2,狀態(tài)Ⅱ可以看作先通 0.1 mol CO2,此時(shí)的壓強(qiáng)相等,再通入0.1 mol CO2,假如平衡不移動(dòng),此時(shí)的壓強(qiáng)等于2倍p總(狀態(tài)Ⅰ),但要求CO2的濃度相等,應(yīng)對(duì)其加熱使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),氣體物質(zhì)的量增加,因此p總(狀態(tài)Ⅱ)>2p總(狀態(tài)Ⅰ),B項(xiàng)正確;狀態(tài)Ⅱ可以看作先通0.1 mol CO2,此時(shí)兩者CO的濃度相等,再通入0.1 mol CO2,假如平衡不移動(dòng),c(CO,狀態(tài)Ⅱ)=2c(CO,狀態(tài)Ⅲ),但再充入CO2,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡左移,消耗CO,因此c(CO,狀態(tài)Ⅱ)<2c(CO,狀態(tài)Ⅲ),C項(xiàng)正確;溫度越高,反應(yīng)速率越快,v逆(狀態(tài)Ⅰ)p2>p1。 答案:(1)－99?。?1 (2)K=[或Kp=]　a 反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),平衡常數(shù)數(shù)值應(yīng)隨溫度升高而變小 (3)減小　升高溫度時(shí),反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),平衡向左移動(dòng),使得體系中CO的量增大;反應(yīng)Ⅲ為吸熱反應(yīng),平衡向右移動(dòng),又使產(chǎn)生CO的量增大;總結(jié)果,隨溫度升高,使CO的轉(zhuǎn)化率降低　p3>p2>p1　相同溫度下,由于反應(yīng)Ⅰ為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓有利于提高CO的轉(zhuǎn)化率;而反應(yīng)Ⅲ為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),產(chǎn)生CO的量不受壓強(qiáng)影響,故增大壓強(qiáng)時(shí),有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高 ．(xx山東高考30)合金貯氫材料具有優(yōu)異的吸放氫性能,在配合氫能的開(kāi)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(guò)程如圖所示,縱軸為平衡時(shí)氫氣的壓強(qiáng)(p),橫軸表示固相中氫原子與金屬原子的個(gè)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(qiáng)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)　ΔH(Ⅰ);在B點(diǎn),氫化反應(yīng)結(jié)束,進(jìn)一步增大氫氣壓強(qiáng),H/M幾乎不變。反應(yīng)(Ⅰ)中z=　　　　(用含x和y的代數(shù)式表示)。溫度為T(mén)1時(shí),2 g某合金4 min內(nèi)吸收氫氣240 mL,吸氫速率v= 　　mLg－1min－1。反應(yīng)(Ⅰ)的焓變?chǔ)Ⅰ　　　　0(填“>”“<”或“=”)。 (2)η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T(mén)1、T2時(shí),η(T1)　　　　η(T2)(填“>”“<”或“=”)。當(dāng)反應(yīng)(Ⅰ)處于圖中a點(diǎn)時(shí),保持溫度不變,向恒容體系中通入少量氫氣,達(dá)到平衡后反應(yīng)(Ⅰ)可能處于圖中的　　　　點(diǎn)(填“b”“c”或“d”),該貯氫合金可通過(guò)　　　　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(mén)時(shí),該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 已知溫度為T(mén)時(shí):CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g) ΔH=＋165 kJmol－1 CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　　ΔH=－41 kJmol－1 【解題指南】解答本題注意以下兩點(diǎn): (1)注意圖象的縱、橫坐標(biāo)所代表的含義; (2)熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)的注意事項(xiàng)。 【解析】(1)根據(jù)元素守恒可得zx＋2=zy,解得z=2/(y－x);吸氫速率v=240 mL2 g4 min=30 mLg－1min－1;根據(jù)圖象可知,T1η(T2);處于圖中的a點(diǎn)時(shí),保持溫度不變,向恒容體系中通入少量的氫氣,氫氣的壓強(qiáng)增大,H/M逐漸增大,根據(jù)圖象可能處于c點(diǎn);根據(jù)平衡移動(dòng)原理,可以通過(guò)加熱或減小壓強(qiáng)的方式使平衡逆向移動(dòng),釋放氫氣。 (3)設(shè)題給熱化學(xué)方程式的反應(yīng)熱分別為ΔH1、ΔH2,寫(xiě)出由CO、H2合成CH4的化學(xué)方程式并注明狀態(tài):CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g),然后根據(jù)蓋斯定律可得該反應(yīng)的ΔH=ΔH2－ΔH1=－206 kJmol－1。 答案:(1)2/(y－x)　30　< (2)>　c　加熱　減壓 (3)CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)　　ΔH=－206 kJmol－1 【誤區(qū)提醒】本題熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)易出現(xiàn)錯(cuò)誤,主要有以下幾點(diǎn): (1)方程式中的狀態(tài)未標(biāo); (2)熱量計(jì)算出現(xiàn)錯(cuò)誤; (3)ΔH的單位書(shū)寫(xiě)出現(xiàn)錯(cuò)誤。 ．(xx四川高考11)為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過(guò)如下簡(jiǎn)化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。 活化硫鐵礦還原Fe3＋的主要反應(yīng)為FeS2＋7Fe2(SO4)3＋8H2O15FeSO4＋8H2SO4,不考慮其他反應(yīng),請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是　　　　　　　　　　　　　。 (2)檢驗(yàn)第Ⅱ步中Fe3＋是否完全還原,應(yīng)選擇　　　　　　(填字母編號(hào))。 ( ) A．KMnO4溶液 B．K3[Fe(CN)6]溶液 C．KSCN溶液 (3)第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時(shí)Fe2＋不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　 　。 (4)FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3,FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料。 已知25℃,101 kPa時(shí):4Fe(s)＋3O2(g)2Fe2O3(s) ΔH=－1 648 kJmol－1 C(s)＋O2(g)CO2(g)　ΔH=－393 kJmol－1 2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)2FeCO3(s) ΔH=－1 480 kJmol－1 FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是 　　　　　　　　　。 (5)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時(shí)的總反應(yīng)為4Li＋FeS2Fe＋2Li2S,正極反應(yīng)式是　　　　　　　　。 (6)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%。將akg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入ckg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計(jì)。按上述流程,第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3 　　　　　kg。 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn): (1)三價(jià)鐵離子的檢驗(yàn)需要用硫氰酸根離子; (2)碳酸亞鐵與硫酸按物質(zhì)的量1∶1反應(yīng)。 【解析】(1)H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的方程式為Fe2O3＋3H2SO4Fe2(SO4)3＋3H2O,其離子方程式為Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O。 (2)檢驗(yàn)Fe3＋是否反應(yīng)完全,可利用Fe3＋與KSCN的顯色反應(yīng),生成紅色溶液,故選C。 (3)部分Fe2＋被空氣中的氧氣氧化為Fe3＋,Fe3＋水解產(chǎn)生H＋,使pH降低。 (4)若將題中所給三個(gè)反應(yīng)依次編為①、②、③號(hào)反應(yīng),則FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的反應(yīng)可以由③反應(yīng)逆向進(jìn)行后2＋②4＋①得到,同時(shí)所對(duì)應(yīng)的反應(yīng)熱要乘以相應(yīng)的倍數(shù),故其熱化學(xué)方程式為4FeCO3(s)＋O2(g)2Fe2O3(s)＋4CO2(g)　ΔH=－260 kJmol－1。 (5)正極發(fā)生的反應(yīng)是還原反應(yīng),即得電子,故參加反應(yīng)的物質(zhì)應(yīng)是FeS2,又知最后生成鐵單質(zhì)和S2－,故正極反應(yīng)式為FeS2＋4e－Fe＋2S2－。 (6)方法1:由于最終得到FeSO4,根據(jù)元素守恒,n(Fe)=n(S),Fe來(lái)自Fe2O3、FeS2、FeCO3;S來(lái)自FeS2、H2SO4則有(2＋2)96%＋=＋96%22,則得m(FeCO3)≈(0.011 8ab－ 0.646c)kg。 方法2:首先浸出的Fe2O3的物質(zhì)的量為=,由化學(xué)式Fe2(SO4)3可知同F(xiàn)e2O3反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量應(yīng)為其的3倍,即3,化簡(jiǎn)即。而一共加入的硫酸的物質(zhì)的量為,故剩余的硫酸的物質(zhì)的量為－。由題目可知在第Ⅱ步時(shí)又生成了硫酸,這一部分硫酸可通過(guò)Fe2(SO4)3的物質(zhì)的量即計(jì)算而得,計(jì)算后可知第Ⅱ步中生成的硫酸的物質(zhì)的量為(8/7)=。又因?yàn)镕e2＋與硫酸按物質(zhì)的量1∶1反應(yīng),故濾液中剩余的硫酸的物質(zhì)的量即為應(yīng)加入的FeCO3的物質(zhì)的量,即為(－＋),乘以FeCO3的摩爾質(zhì)量116 gmol－1可得FeCO3的質(zhì)量為(－＋)116 kg≈(0.011 8ab－0.646c)kg。 答案:(1)Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O (2)C (3)Fe2＋被氧化為Fe3＋,Fe3＋水解產(chǎn)生H＋ (4)4FeCO3(s)＋O2(g)2Fe2O3(s)＋4CO2(g) ΔH=－260 kJmol－1 (5)FeS2＋4e－Fe＋2S2－或FeS2＋4Li＋＋4e－Fe＋2Li2S (6)0.011 8ab－0.646c ．(xx浙江高考28)乙苯催化脫氫制苯乙烯反應(yīng): (g)(g)＋H2(g) (1)已知: 化學(xué)鍵 C—H C—C CC H—H 鍵能/kJmol－1 412 348 612 436 計(jì)算上述反應(yīng)的ΔH=　　　　kJmol－1。 (2)維持體系總壓p恒定,在溫度T時(shí),物質(zhì)的量為n、體積為V的乙苯蒸氣發(fā)生催化脫氫反應(yīng)。已知乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為α,則在該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 　　　　(用α等符號(hào)表示)。 (3)工業(yè)上,通常在乙苯蒸氣中摻混水蒸氣(原料氣中乙苯和水蒸氣的物質(zhì)的量之比為1∶9),控制反應(yīng)溫度600℃,并保持體系總壓為常壓的條件下進(jìn)行反應(yīng)。在不同反應(yīng)溫度下,乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性(指除了H2以外的產(chǎn)物中苯乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))示意圖如下: ①摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率,解釋說(shuō)明該事實(shí) 　。 ②控制反應(yīng)溫度為600℃的理由是 　。 (4)某研究機(jī)構(gòu)用CO2代替水蒸氣開(kāi)發(fā)了綠色化學(xué)合成工藝——乙苯－二氧化碳耦合催化脫氫制苯乙烯。保持常壓和原料氣比例不變,與摻水蒸氣工藝相比,在相同的生產(chǎn)效率下,可降低操作溫度;該工藝中還能夠發(fā)生反應(yīng):CO2＋H2CO＋H2O,CO2＋C2CO。新工藝的特點(diǎn)有　　　　(填編號(hào))。 ①CO2與H2反應(yīng),使乙苯脫氫反應(yīng)的化學(xué)平衡右移 ②不用高溫水蒸氣,可降低能量消耗 ③有利于減少積炭 ④有利于CO2資源利用 【解析】(1)ΔH=反應(yīng)物的總鍵能－生成物的總鍵能=412 kJmol－12＋ 348 kJmol－1－612 kJmol－1－436 kJmol－1=124 kJmol－1。 (2)恒壓條件下,反應(yīng)是體積增大的反應(yīng),反應(yīng)前后體積會(huì)發(fā)生變化,=,反應(yīng)后的體積V2=(1＋α)V,代入平衡常數(shù)的計(jì)算公式可求出:K=α2n/[(1－α2)V]。 (3)①水不參加反應(yīng),相當(dāng)于通入惰性氣體,保持壓強(qiáng)不變,對(duì)于反應(yīng)來(lái)說(shuō)相當(dāng)于減小壓強(qiáng),平衡向氣體體積增大的方向進(jìn)行,即向正反應(yīng)方向進(jìn)行,因此能提高乙苯的轉(zhuǎn)化率。 ②溫度控制在600℃,能保持較快的反應(yīng)速率,乙苯的轉(zhuǎn)化率和苯乙烯的選擇性都較高。溫度過(guò)低,反應(yīng)速率慢,轉(zhuǎn)化率低;溫度過(guò)高,可能使催化劑失活,且能耗大。雖然乙苯的轉(zhuǎn)化率提高,但苯乙烯的選擇性大幅下降。 (4)與摻水蒸氣工藝相比,不用高溫水蒸氣,可降低能量消耗;CO2與H2反應(yīng),使乙苯脫氫反應(yīng)的化學(xué)平衡右移;CO2＋C2CO,有利于減少積炭,且充分利用了CO2資源。 答案:(1)124　(2)Kc=α2n/[(1－α2)V]或Kp=p (3)①正反應(yīng)方向氣體分子數(shù)增加,加入水蒸氣稀釋,相當(dāng)于起減壓的效果 ②溫度控制在600℃,能保持較快的反應(yīng)速率,乙苯的轉(zhuǎn)化率和苯乙烯的選擇性都較高。溫度過(guò)低,反應(yīng)速率慢,轉(zhuǎn)化率低;溫度過(guò)高,選擇性下降。高溫還可能使催化劑失活,且能耗大 (4)①②③④ ．(xx海南高考16)氨是合成硝酸、銨鹽和氮肥的基本原料,回答下列問(wèn)題: (1)氨的水溶液顯弱堿性,其原因?yàn)? (用離子方程式表示), 0.1 molL－1的氨水中加入少量NH4Cl固體,溶液的pH　　　　(填“升高”或“降低”);若加入少量明礬,溶液中N的濃度　　　　(填“增大”或“減小”)。 (2)硝酸銨加熱分解可得到N2O和H2O,250℃時(shí),硝酸銨在密閉容器中分解達(dá)到平衡,該分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為 　,平衡常數(shù)表達(dá)式為　 ; 若有1 mol硝酸銨完全分解,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為　　　　mol。 (3)由N2O和NO反應(yīng)生成N2和NO2的能量變化如圖所示,若生成1 mol N2,其 ΔH=　　　　kJmol－1。 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn): (1)氮及其化合物的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化; (2)電解質(zhì)溶液中電離平衡、水解平衡以及化學(xué)平衡、反應(yīng)中的能量變化等化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)的理解與應(yīng)用。 【解析】(1)氨水中一水合氨部分電離生成銨根離子和氫氧根離子,使溶液呈堿性;若加入氯化銨,銨根離子濃度增大,電離平衡逆向移動(dòng),氫氧根離子濃度減小,pH減小;若加入明礬,Al3＋水解消耗OH－,使NH3H2O的電離反應(yīng)正向移動(dòng),c(N)增大。 (2)硝酸銨分解生成N2O和H2O為可逆反應(yīng),因此化學(xué)方程式為NH4NO3(s)N2O(g)＋2H2O(g)(250℃時(shí),水為氣態(tài)),則K=c(N2O)c2(H2O);硝酸銨中氮元素化合價(jià)分別從－3和＋5價(jià)均變?yōu)椋?價(jià),因此轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4個(gè),每有1 mol硝酸銨反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4 mol。 (3)N2O＋NON2＋NO2,根據(jù)圖示每生成1 mol氮?dú)? ΔH=209 kJmol－1－348 kJmol－1=－139 kJmol－1。 答案:(1)NH3H2ON＋OH－　降低　增大 (2)NH4NO3N2O↑＋2H2O↑　K=c(N2O)c2(H2O)　4 (3)－139 ．(xx江蘇高考20)煙氣(主要污染物SO2、NOx)經(jīng)O3預(yù)處理后用CaSO3水懸浮液吸收,可減少煙氣中SO2、NOx的含量。O3氧化煙氣中SO2、NOx的主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為: NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)　ΔH=－200.9 kJmol－1 NO(g)＋O2(g)NO2(g)　ΔH=－58.2 kJmol－1 SO2(g)＋O3(g)SO3(g)＋O2(g)　ΔH=－241.6 kJmol－1 (1)反應(yīng)3NO(g)＋O3(g)3NO2(g)的ΔH=　　　　kJmol－1。 (2)室溫下,固定進(jìn)入反應(yīng)器的NO、SO2的物質(zhì)的量,改變加入O3的物質(zhì)的量,反應(yīng)一段時(shí)間后體系中n(NO)、n(NO2)和n(SO2)隨反應(yīng)前n(O3)∶n(NO)的變化見(jiàn)下圖。 ①當(dāng)n(O3)∶n(NO)>1時(shí),反應(yīng)后NO2的物質(zhì)的量減少,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 ②增加n(O3),O3氧化SO2的反應(yīng)幾乎不受影響,其可能原因是　　　　　　　　　　　　　。 (3)當(dāng)用CaSO3水懸浮液吸收經(jīng)O3預(yù)處理的煙氣時(shí),清液(pH約為8)中S將NO2轉(zhuǎn)化為N,其離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)CaSO3水懸浮液中加入Na2SO4溶液,達(dá)到平衡后溶液中c(S)=　　　　　　　　[用c(S)、Ksp(CaSO3)和Ksp(CaSO4)表示];CaSO3水懸浮液中加入Na2SO4溶液能提高NO2的吸收速率,其主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律,(反應(yīng)1)＋(反應(yīng)2)2,可得3NO(g)＋O3(g)3NO2(g),則ΔH=－200.9 kJmol－1－58.2 kJmol－12=－317.3 kJmol－1。 (2)①根據(jù)圖示,n(O3)∶n(NO)=1時(shí),n(NO2)最大,n(O3)∶n(NO)>1時(shí),n(NO2)減小,可能原因是過(guò)量的O3將NO2氧化為更高價(jià)態(tài)的氮氧化物N2O5。②增大n(O3),O3氧化SO2的反應(yīng)不受影響,結(jié)合O2氧化SO2需要催化劑加熱,可以推斷可能原因是該反應(yīng)的反應(yīng)速率較慢。 (3)NO2轉(zhuǎn)化為N,氮元素被還原,則硫元素被氧化,S轉(zhuǎn)化為S,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒配平離子方程式。 (4)根據(jù)Ksp(CaSO4)=c(Ca2＋)c(S),c(Ca2＋)=,根據(jù)Ksp(CaSO3)=c(Ca2＋)c(S),c(S)==c(S)。CaSO3水懸浮液中加入Na2SO4,發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化:CaSO3(s)＋Na2SO4CaSO4(s)＋Na2SO3,溶液中c(S)增大,加快S與NO2的反應(yīng)速率,因此NO2的吸收效率提高。 答案:(1)－317.3 (2)①O3將NO2氧化成更高價(jià)氮氧化物(或生成了N2O5) ②SO2與O3的反應(yīng)速率慢 (3)S＋2NO2＋2OH－S＋2N＋H2O (4)c(S) S的濃度增大,加快S與NO2的反應(yīng)速率 ．(xx廣東高考31)用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2,可提高效益,減少污染。 (1)傳統(tǒng)上該轉(zhuǎn)化通過(guò)如下所示的催化循環(huán)實(shí)現(xiàn)。 其中,反應(yīng)①為: 2HCl(g)＋ CuO(s)H2O(g)＋CuCl2(s)　ΔH1 反應(yīng)②生成1 mol Cl2(g)的反應(yīng)熱為ΔH2,則總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為　　　 _________________________________(反應(yīng)熱用ΔH1和ΔH2表示)。 (2)新型RuO2催化劑對(duì)上述HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的總反應(yīng)具有更好的催化活性。 ①實(shí)驗(yàn)測(cè)得在一定壓強(qiáng)下,總反應(yīng)的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的αHCl~T曲線如圖: 則總反應(yīng)的ΔH　　　　0(填“>”“=”或“<”);A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)K(A)與K(B)中較大的是　　　　　　　　。 ②在上述實(shí)驗(yàn)中若壓縮體積使壓強(qiáng)增大,畫(huà)出相應(yīng)αHCl~T曲線的示意圖,并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由:　　　　　　　 　　　。 ③下列措施中,有利于提高αHCl的有　　　　　　　　　　。 ( ) A．增大n(HCl) B．增大n(O2) C．使用更好的催化劑 D．移去H2O (3)一定條件下測(cè)得反應(yīng)過(guò)程中n(Cl2)的數(shù)據(jù)如下: t/min 0 2.0 4.0 6.0 8.0 n(Cl2)/10－3mol 0 1.8 3.7 5.4 7.2 計(jì)算2.0～6.0 min內(nèi)以HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率(以molmin－1為單位,寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)。 (4)Cl2用途廣泛,寫(xiě)出用Cl2制備漂白粉的化學(xué)反應(yīng)方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【解題指南】解答本題注意以下兩點(diǎn): (1)掌握利用蓋斯定律計(jì)算熱效應(yīng)的方法; (2)掌握外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響。 【解析】本題主要考查熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、蓋斯定律的應(yīng)用、平衡移動(dòng)原理、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、圖象問(wèn)題的分析和處理能力。 (1)注意反應(yīng)熱和化學(xué)計(jì)量數(shù)之間的關(guān)系,反應(yīng)②生成1 mol Cl2(g)的反應(yīng)熱為ΔH2,根據(jù)蓋斯定律可求出總反應(yīng)的反應(yīng)熱,2HCl(g)＋ 1/2O2(g)H2O(g)＋Cl2(g) ΔH=ΔH1＋ΔH2。 (2)①根據(jù)溫度升高,氯化氫的轉(zhuǎn)化率降低可知,該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),即ΔH<0。當(dāng)溫度升高時(shí),平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,所以K(A)>K(B); ②根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn),反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少,增大壓強(qiáng),氯化氫的轉(zhuǎn)化率升高,故此時(shí)的αHCl～T曲線應(yīng)該在題中所給曲線的上方; ③增大n(HCl),平衡雖然正向移動(dòng)但是氯化氫的轉(zhuǎn)化率下降,A不正確;增大氧氣的濃度,可以提高αHCl,B正確;催化劑只能改變反應(yīng)速率不能改變化學(xué)平衡,C不正確;移去H2O,平衡正向移動(dòng),αHCl變大,D正確。 (3)應(yīng)用題目給出的數(shù)值可以計(jì)算速率為1.810－3molmin－1。 (4)制備漂白粉是用氯氣和石灰乳反應(yīng)制得,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2＋2Ca(OH)2CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。 答案:(1)2HCl(g)＋ 1/2O2(g)H2O(g)＋Cl2(g) ΔH=ΔH1＋ΔH2 (2)①<　K(A)　②見(jiàn)下圖 增大壓強(qiáng),平衡右移,αHCl增大,相同溫度下,HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比之前實(shí)驗(yàn)的大?、跙、D (3)解:設(shè)2.0~6.0 min內(nèi),HCl轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為n 2HCl(g)＋1/2O2(g)H2O(g)＋Cl2(g) 2 　　1 n 　　　(5.4－1.8)10－3mol 解得n=7.210－3mol v(HCl)=7.210－3mol/(6.0－2.0)min =1.810－3molmin－1 (4)2Cl2＋2Ca(OH)2CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O