高三一轮化学总复习-第5讲 化学能与热能 讲练结合【系列一】

2017年高考“最后三十天”专题透析2017年高考“最后三十天”专题透析好教育云平台——教育因你我而变好教育云平台——教育因你我而变第5讲化学能与热能考纲解读考点考纲内容高考示例预测热度反应热的有关概念1.了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念2.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用2014北京理综,26,14分★★★热化学方程式盖斯定律及其应用1.了解热化学方程式的含义,能正确书写热化学方程式2.理解盖斯定律,并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算2017课标Ⅰ,28,14分2014课标Ⅱ,13,6分2013课标Ⅱ,12,6分★★★分析解读本专题的主要考点为反应热的有关概念、ΔH的计算、热化学方程式的书写、盖斯定律的应用,其中盖斯定律的应用为高考高频考点。命题形式可以是选择题,也可以是非选择题中的某一设问。随着能源问题的日益突出,高考对本专题的考查仍将维持较高的热度。命题分析答案(1)D(2)H2O(l)H2(g)+12O2(g)ΔH=286kJ·mol-1H2S(g)H2(g)+S(s)ΔH=20kJ·mol-1系统(Ⅱ)(3)①2.52.8×10-3②>>③B核心考点1.酸性强弱比较2.盖斯定律的应用3.影响化学平衡的因素4.平衡常数相关计算审题方法抓关键词:第(2)题中,看似所给信息较乱,实际在题中明确给出了提示,关键词是系统(Ⅰ)中“水分解制氢”,系统(Ⅱ)中“硫化氢分解联产氢气、硫黄”。解题思路(1)酸性强弱与酸的还原性没有必然的联系,所以D错误。(2)将系统(Ⅰ)、(Ⅱ)中的三个热化学方程式均直接相加即可得到所需答案。(3)①反应前后气体体积不变,则平衡后水的物质的量为(0.10mol+0.40mol)×0.02=0.01mol,利用三段式:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)起始 0.40mol 0.10mol 0 0转化 0.01mol 0.01mol 0.01mol 0.01mol平衡 0.39mol 0.09mol 0.01mol 0.01mol则H2S的平衡转化率α1=0.01mol平衡常数K=0.01mol2.②由610K到620K,水的物质的量分数增大,说明平衡正向移动,则H2S的转化率增大,正反应吸热,ΔH>0。③A项,再充入H2S,H2S转化率会减小,错误;B项,再充入CO2,平衡正向移动,H2S转化率增大,正确;C项,充入COS,平衡逆向移动,H2S转化率减小,错误;D项,充入N2,平衡不移动,H2S转化率不变,错误。关联知识1.可以通过复分解反应由酸性较强的酸制取酸性较弱的酸2.同等浓度的氢硫酸和亚硫酸,溶液导电能力越强,c(H+)越大,对应酸的酸性越强3.升高温度,平衡向吸热反应方向移动4.反应物为A(g)和B(g)两种物质时,达平衡后充入A,平衡正向移动,达新平衡状态时,A的转化率减小,B的转化率增大设题技巧本题以H2S的相关性质为主线,将酸性强弱比较、盖斯定律的应用、化学平衡的相关计算等综合在一起进行考查,试题难度中等,但对基础知识的应用及计算的准确性要求较高。命题特点本专题命题有以下规律:1.结合能量变化图像或可逆反应,以选择题形式对反应热或活化能的大小作出判断;2.根据给出的燃烧热或键能或热化学方程式,计算反应放出或吸收的热量以及反应热ΔH;3.在非选择题中,根据给出的热化学方程式,利用盖斯定律书写新的热化学方程式,常与化学平衡或工艺流程相结合综合出题。高考真题考点一反应热的有关概念1.(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()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OC.CO和O生成了具有极性共价键的CO2D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程答案C2.(2013北京理综,6,6分)下列设备工作时,将化学能转化为热能的是()ABCD硅太阳能电池锂离子电池太阳能集热器燃气灶答案D3.(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)CeO2·xCe+xO2(m-x)CeO2·xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO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ΔH1=ΔH2+ΔH3D.以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH--2e-CO32-+2H答案C4.(2013重庆理综,6,6分)已知:P4(g)+6Cl2(g)4PCl3(g)ΔH=akJ·mol-1,P4(g)+10Cl2(g)4PCl5(g)ΔH=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)PCl5(s)的反应热ΔHC.Cl—Cl键的键能为(b-a+5.6c)/4kJ·mol-1D.P—P键的键能为(5a-3b+12c)/8kJ·mol-1答案C5.(2013山东理综,12,4分)对于反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<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ΔH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B6.(2014北京理综,26,14分)NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3,如下图所示。(1)Ⅰ中,NH3和O2在催化剂作用下反应,其化学方程式是。

(2)Ⅱ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)。①比较p1、p2的大小关系:。

②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是。

(3)Ⅲ中,降低温度,将NO2(g)转化为N2O4(l),再制备浓硝酸。①已知:2NO2(g)N2O4(g)ΔH12NO2(g)N2O4(l)ΔH2下列能量变化示意图中,正确的是(选填字母)。

②N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是。

(4)Ⅳ中,电解NO制备NH4NO3,其工作原理如图所示。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+5O24NO+6H2O(2)①p1<p2②减小(3)①A②2N2O4+O2+2H2O4HNO3(4)NH3根据反应:8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,电解产生的HNO3多7.(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)N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的ΔH>0C.加热0.1mol·L-1Na2CO3溶液,CO32-D.对于乙酸与乙醇的酯化反应(ΔH<0),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C8.(2015安徽理综,27,14分)硼氢化钠(NaBH4)在化工等领域具有重要的应用价值。某研究小组采用偏硼酸钠(NaBO2)为主要原料制备NaBH4,其流程如下:已知:NaBH4常温下能与水反应,可溶于异丙胺(沸点:33℃)。(1)在第①步反应加料之前,需要将反应器加热至100℃以上并通入氩气,该操作的目的是。原料中的金属钠通常保存在中,实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有、、玻璃片和小刀等。

(2)请配平第①步反应的化学方程式:NaBO2+SiO2+Na+H2NaBH4+Na2SiO3(3)第②步分离采用的方法是;第③步分出NaBH4并回收溶剂,采用的方法是。

(4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)。在25℃、101kPa下,已知每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6kJ,该反应的热化学方程式是

。

答案(14分)(1)除去反应器中的水蒸气和空气煤油镊子滤纸(2)1NaBO2+2SiO2+4Na+2H21NaBH4+2Na2SiO3(3)过滤蒸馏(4)NaBH4(s)+2H2O(l)NaBO2(s)+4H2(g)ΔH=-216.0kJ·mol-1考点二热化学方程式盖斯定律及其应用1.(2017江苏单科,8,2分)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确···的是(①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH1=akJ·mol-1②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH2=bkJ·mol-1③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH3=ckJ·mol-1④2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH4=dkJ·mol-1A.反应①、②为反应③提供原料气B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一C.反应CH3OH(g)12CH3OCH3(g)+12H2O(l)的ΔH=d2kJ·D.反应2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d)kJ·mol-1答案C2.(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)ΔH=xkJ·mol-1已知:碳的燃烧热ΔH1=akJ·mol-1S(s)+2K(s)K2S(s)ΔH2=bkJ·mol-12K(s)+N2(g)+3O2(g)2KNO3(s)ΔH3=ckJ·mol-1则x为()A.3a+b-c B.c-3a-b C.a+b-c D.c-a-b答案A3.(2014课标Ⅱ,13,6分)室温下,将1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1,将1mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2;CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为:CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3。则下列判断正确的是()A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3答案B4.(2014江苏单科,10,2分)已知:C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH1CO2(g)+C(s)2CO(g)ΔH22CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH34Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)ΔH43CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s)ΔH5下列关于上述反应焓变的判断正确的是()A.ΔH1>0,ΔH3<0 B.ΔH2>0,ΔH4>0C.ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.ΔH3=ΔH4+ΔH5答案C5.(2013课标Ⅱ,12,6分)在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应H2S(g)+32O2(g)SO2(g)+H2O(g)ΔH12H2S(g)+SO2(g)32S2(g)+2H2O(g)ΔH2H2S(g)+12O2(g)S(g)+H2O(g)ΔH32S(g)S2(g)ΔH4则ΔH4的正确表达式为()A.ΔH4=23(ΔH1+ΔH2-3ΔH3B.ΔH4=23(3ΔH3-ΔH1-ΔH2C.ΔH4=32(ΔH1+ΔH2-3ΔH3D.ΔH4=32(ΔH1-ΔH2-3ΔH3答案A6.(2015课标Ⅱ,27,14分)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(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:①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH1②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH3回答下列问题:(1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下:化学键H—HC—OCOH—OC—HE/(kJ·mol-1)4363431076465413由此计算ΔH1=kJ·mol-1;已知ΔH2=-58kJ·mol-1,则ΔH3=kJ·mol-1。

(2)反应①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)=2.60时,体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图2所示。α(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=c(CH3OH)c(COa反应①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①为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;反应③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)p3>p2>p1相同温度下,由于反应①为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率;而反应③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)7.(2014课标Ⅰ,28,15分)乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题:(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙醇。写出相应反应的化学方程式

。

(2)已知:甲醇脱水反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH1=-23.9kJ·mol-1甲醇制烯烃反应2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)ΔH2=-29.1kJ·mol-1乙醇异构化反应C2H5OH(g)CH3OCH3(g)ΔH3=+50.7kJ·mol-1则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)的ΔH=kJ·mol-1。与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是。

(3)下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中nH2O∶nC①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。

②图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为,理由是。

③气相直接水合法常采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290℃、压强6.9MPa,nH2O∶nC2H4=0.6∶1。乙烯的转化率为5%,若要进一步提高乙烯转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外答案(1)C2H4+H2SO4C2H5OSO3H、C2H5OSO3H+H2OC2H5OH+H2SO4(2)-45.5污染小、腐蚀性小等(3)①p(C2H5OH②p1<p2<p3<p4反应分子数减少,相同温度下,压强升高乙烯转化率提高③将产物乙醇液化移去增加nH2O8.(2013北京理综,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O2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<20CaO<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。

(4)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+H2O2HNO3+NO(2)①N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH=+183kJ·mol-1②增大(3)①2CO+2NON2+2CO2②根据Mg、Ca、Sr和Ba的质子数,得知它们均为ⅡA族元素。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-NO29.(2014重庆理综,6,6分)已知:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=akJ·mol-12C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH=-220kJ·mol-1H—H、OO和O—H键的键能分别为436、496和462kJ·mol-1,则a为()A.-332 B.-118 C.+350 D.+130答案D10.(2015四川理综,11,16分)为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应。请回答下列问题:(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是。

(2)检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原,应选择(填字母编号)。

A.KMnO4溶液B.K3[Fe(CN)6]溶液C.KSCN溶液(3)第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质被除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是

。

(4)FeSO4可转化为FeCO3,FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。已知25℃,101kPa时:4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)ΔH=-1648kJ/molC(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393kJ/mol2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)2FeCO3(s)ΔH=-1480kJ/molFeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是。

(5)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反应为4Li+FeS2Fe+2Li2S,正极反应式是。

(6)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3,其含量为50%。将akg质量分数为b%的硫酸加入到ckg烧渣中浸取,铁的浸取率为96%,其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程,第Ⅲ步应加入FeCO3kg。

答案(16分)(1)Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O(2)C(3)Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+水解产生H+(4)4FeCO3(s)+O2(g)2Fe2O3(s)+4CO2(g)ΔH=-260kJ/mol(5)FeS2+4Li++4e-Fe+2Li2S或FeS2+4e-Fe+2S2-(6)0.0118ab-0.646c或29ab211.(2014广东理综,31,16分)用CaSO4代替O2与燃料CO反应,既可提高燃烧效率,又能得到高纯CO2,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术,反应①为主反应,反应②和③为副反应。①1/4CaSO4(s)+CO(g)1/4CaS(s)+CO2(g)ΔH1=-47.3kJ·mol-1②CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)ΔH2=+210.5kJ·mol-1③CO(g)1/2C(s)+1/2CO2(g)ΔH3=-86.2kJ·mol-1(1)反应2CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g)的ΔH=(用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。

(2)反应①~③的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线如图所示,结合各反应的ΔH,归纳lgK~T曲线变化规律:a);

b)。

(3)向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入CO,反应①于900℃达到平衡,c平衡(CO)=8.0×10-5mol·L-1,计算CO的转化率(忽略副反应,结果保留两位有效数字)。(4)为减少副产物,获得更纯净的CO2,可在初始燃料中适量加入。

(5)以反应①中生成的CaS为原料,在一定条件下经原子利用率100%的高温反应,可再生CaSO4,该反应的化学方程式为;在一定条件下,CO2可与对二甲苯反应,在其苯环上引入一个羧基,产物的结构简式为。

答案(1)4ΔH1+ΔH2+2ΔH3(2)a)放热反应的lgK随温度升高而下降(或“吸热反应的lgK随温度升高而升高”)b)放出或吸收热量越大的反应,其lgK受温度影响越大(3)由题图查得反应①在900℃时:lgK=2平衡常数K=102=100设容器容积为VL,反应①达到平衡时CO的浓度减少xmol·L-114CaSO4(s)+CO(g)14CaS(s)+CO2c开始(mol·L-1)x+8.0×10-50c平衡(mol·L-1)8.0×10-5xK=c平衡(Cx=100×8.0×10-5=8.0×10-3CO转化率=8.(4)CO2(5)CaS+2O2CaSO412.(2014大纲全国,28,15分)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题:(1)已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6℃和76℃,AX5的熔点为167℃。室温时AX3与气体X2反应生成1molAX5,放出热量123.8kJ。该反应的热化学方程式为

。

(2)反应AX3(g)+X2(g)AX5(g)在容积为10L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2mol。反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。①列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)=。

②图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为(填实验序号);与实验a相比,其他两组改变的实验条件及判断依据是:b、c。

③用p0表示开始时总压强,p表示平衡时总压强,α表示AX3的平衡转化率,则α的表达式为;实验a和c的平衡转化率:αa为、αc为。

答案(1)AX3(l)+X2(g)AX5(s)ΔH=-123.8kJ·mol-1(2分)(2)①0.10mol10L×60min=1.7×10-4mol·L-1·②bca(2分)加入催化剂。反应速率加快,但平衡点没有改变(2分)温度升高。反应速率加快,但平衡点向逆反应方向移动(或反应容器的容积和起始物质的量未改变,但起始总压强增大)(2分)③α=2(1-pp0)(2分)50%(1分)40%(113.(2013江苏单科,20,14分)磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素,主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下:2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)6CaO(s)+P4(s)+10CO(g)ΔH1=+3359.26kJ·mol-1CaO(s)+SiO2(s)CaSiO3(s)ΔH2=-89.61kJ·mol-12Ca3(PO4)2(s)+6SiO2(s)+10C(s)6CaSiO3(s)+P4(s)+10CO(g)ΔH3则ΔH3=kJ·mol-1。

(2)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒,解毒原理可用下列化学方程式表示:11P4+60CuSO4+96H2O20Cu3P+24H3PO4+60H2SO460molCuSO4能氧化白磷的物质的量是。

(3)磷的重要化合物NaH2PO4、Na2HPO4和Na3PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得,含磷各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如下图所示。①为获得尽可能纯的NaH2PO4,pH应控制在;pH=8时,溶液中主要含磷物种浓度大小关系为。

②Na2HPO4溶液显碱性,若向溶液中加入足量的CaCl2溶液,溶液则显酸性,其原因是(用离子方程式表示)。

(4)磷的化合物三氯氧磷()与季戊四醇()以物质的量之比2∶1反应时,可获得一种新型阻燃剂中间体X,并释放出一种酸性气体。季戊四醇与X的核磁共振氢谱如下图所示。①酸性气体是(填化学式)。

②X的结构简式为。

答案(14分)(1)+2821.6(2)3mol(3)①4~5.5(介于此区间内的任意值或区间均可)c(HPO42-)>c(H2②3Ca2++2HPO42-Ca3(PO4)2↓(4)①HCl②模拟演练夯实基础考点一反应热的有关概念1.(2018浙江“七彩阳光”联盟期初联考,19)煤的工业加工过程中,可利用CO和H2合成用途广泛的化工原料甲醇,能量变化如图所示。下列说法正确的是()A.该反应是吸热反应B.1molCH3OH(g)所具有的能量为90.1kJ·mol-1C.CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)ΔH=-90.1kJ·mol-1D.1molCO(g)和2molH2(g)断键所需能量小于1molCH3OH(g)断键所需能量答案D2.(2018河北武邑中学三调,5)H2和I2在一定条件下发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH=-akJ·mol-1已知:(a、b、c均大于零)下列说法不正确的是()A.反应物的总能量高于生成物的总能量B.断开1molH—H键和1molI—I键所需能量大于断开2molH—I键所需能量C.断开2molH—I键所需能量约为(c+b+a)kJD.向密闭容器中加入2molH2(g)和2molI2(g),充分反应后放出的热量小于2akJ答案B3.(2017山西五校一联,15)下列叙述正确的是()A.甲烷的燃烧热为ΔH=-890.3kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-890.3kJ·mol-1B.已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,则稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液反应的反应热ΔH=2×(-57.3)kJ·mol-1C.Mg在CO2中燃烧生成MgO和C,该反应中化学能全部转化为热能D.常温下,反应C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0答案D4.(2017山东省实验中学一诊,15)参照反应Br+H2HBr+H过程中的能量变化示意图,下列叙述中正确的是()A.该反应为可逆反应B.加入催化剂,可提高HBr的产率C.反应物总能量低于生成物总能量D.反应物总键能低于生成物总键能答案C5.(2017河南中原名校联盟三联,13)已知:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+130kJ·mol-1;2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH=-220kJ·mol-1。断开1molH—H键、OO键分别需要吸收436kJ、496kJ的热量,则断开1molO—H键需要吸收的热量为()A.332kJB.118kJC.462kJD.360kJ答案C6.(2017河北保定一模,10)已知通过乙醇制取氢气通常有如下两条途径:a.CH3CH2OH(g)+H2O(g)4H2(g)+2CO(g)ΔH1=+256.6kJ·mol-1b.2CH3CH2OH(g)+O2(g)6H2(g)+4CO(g)ΔH2=+27.6kJ·mol-1则下列说法正确的是()A.升高a的反应温度,乙醇的转化率增大B.由b可知:乙醇的燃烧热为13.8kJ·mol-1C.对反应b来说,增大O2浓度可使ΔH2的值增大D.以上两种途径,制取等量的氢气,无论哪种途径,消耗的能量均相同答案A7.(2016江西红色七校一联,4)在催化剂、400℃时可实现氯的循环利用。下图是其能量关系图,下列分析正确的是()A.曲线a是使用了催化剂的能量变化曲线B.反应物的总键能高于生成物的总键能C.反应的热化学方程式为:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH=-115.6kJD.若反应生成2mol液态水,放出的热量高于115.6kJ答案D8.(2016河南豫南九校联考,12)根据碘与氢气反应的热化学方程式(ⅰ)I2(g)+H2(g)2HI(g)+9.48kJ(ⅱ)I2(s)+H2(g)2HI(g)-26.48kJ下列判断正确的是()A.254gI2(g)中通入2gH2(g),反应放热9.48kJB.1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJC.反应(ⅰ)的产物比反应(ⅱ)的产物稳定D.反应(ⅱ)的反应物总能量比反应(ⅰ)的反应物总能量低答案D考点二热化学方程式盖斯定律及其应用9.(人教选4,一-3-6,变式)已知在25℃时:(1)C(石墨)+12O2(g)CO(g)ΔH1=-111kJ·mol-1(2)H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH2=-242kJ·mol-1(3)C(石墨)+O2(g)CO2(g)ΔH3=-394kJ·mol-1下列说法不正确的是()A.石墨的燃烧热ΔH为-394kJ·mol-1B.C(石墨)+CO2(g)2CO(g)的ΔH=+172kJ·mol-1C.H2(g)+12O2(g)H2O(l)的ΔH大于ΔH2D.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的ΔH=-41kJ·mol-1答案C10.(2018黑龙江哈师大附中期中,15)已知:NH3·H2O(aq)与H2SO4(aq)反应生成1mol正盐的ΔH=-24.2kJ·mol-1;强酸、强碱稀溶液反应的中和热ΔH=-57.3kJ·mol-1,则NH3·H2O在水溶液中电离的ΔH等于()A.+45.2kJ·mol-1 B.-45.2kJ·mol-1C.+69.4kJ·mol-1 D.-69.4kJ·mol-1答案A11.(2017河南开封定位考试,7)通过以下反应均可获取H2。①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)2H2(g)+O2(g)ΔH1=+571.6kJ/mol②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH2=+131.3kJ/mol③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH3=+206.1kJ/mol下列有关说法正确的是()A.反应①中电能转化为化学能B.反应②为放热反应C.反应③使用催化剂,ΔH3会减小D.反应CH4(g)C(s)+2H2(g)的ΔH=+74.8kJ/mol答案D12.(2018河南、河北重点高中一联,19)乙炔广泛用于焊接、焊割及有机合成等方面。(1)已知下列热化学方程式:4CH4(g)+3O2(g)2C2H2(g)+6H2O(g)ΔH1=akJ·mol-1;2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH2=bkJ·mol-1;2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)ΔH3。①ΔH3=kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。

②已知下列共价键的键能数据:共价键C—HH—H键能/kJ·mol-1413.4436812ΔH3=kJ·mol-1(填数值)。

(2)氯仿(CHCl3)与金属银共热可以制取乙炔,该反应的化学方程式为。

(3)向压强为1.0×104kPa的恒压密闭容器中充入1mol乙炔和1molHCl气体,在催化剂作用下乙炔与HCl发生反应:CH2CHCl(g),乙炔的平衡转化率与温度的关系如图所示。①该反应的ΔH0(填“>”或“<”);N点时乙炔的反应速率v(正)v(逆)(填“>”“<”或“=”)。

②M点对应温度下,该反应的平衡常数Kp=kPa-1(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。

答案(1)①a-3b(2)2CHCl3+6Ag(3)①<>②2.4×10-313.(2016湖北武汉调研,28节选)二氧化碳的回收利用是环保领域研究的热点课题。(1)在太阳能的作用下,以CO2为原料制取炭黑的流程如图所示。其总反应的化学方程式为。

(2)CO2经过催化氢化合成低碳烯烃。其合成乙烯的反应为2CO2(g)+6H2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)ΔH。几种物质的能量(在标准状况下,规定单质的能量为0,测得其他物质在生成时所放出或吸收的热量)如下表所示:物质H2(g)CO2(g)CH2CH2(g)H2O(g)能量/kJ·mol-10-39452-242则ΔH=。

答案(1)CO2C+O2(2)-128kJ·mol-1能力提升(满分65分时间:30分钟)一、选择题(每小题6分,共36分)1.(人教选4,一-3-4,变式)下列有关反应热的说法正确的是()A.在化学反应过程中,吸热反应需不断从外界获得能量,放热反应不需从外界获得能量B.甲烷的燃烧热ΔH=-890kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-890kJ·mol-1C.1mol甲烷气体和2mol氧气的总能量小于1mol二氧化碳气体和2mol液态水的总能量D.已知:S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH1=-Q1kJ·mol-1,S(g)+O2(g)SO2(g)ΔH2=-Q2kJ·mol-1,则Q1<Q2答案D2.(2018河北武邑中学三调,15)下列图示内容的对应说明错误的是()ABCD图示说明该仪器用于配制一定质量分数的溶液表示溴水中滴入Na2SO3溶液的pH变化曲线该装置可保护钢闸门不被腐蚀该化学反应为吸热反应答案A3.(2018河北衡水中学大联考,13)已知NO和O2转化为NO2的反应机理如下:①2NO(g)N2O2(g)(快)ΔH1<0平衡常数K1;②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)ΔH2<0平衡常数K2。下列说法正确的是()A.2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH=-(ΔH1+ΔH2)B.2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常数K=K1C.反应②的速率大小决定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应速率D.反应过程中的能量变化可用上图表示答案C4.(2017湖北四地七校联盟一联,10)下列图示与对应的叙述相符的是()A.图1中,从能量角度考虑,石墨比金刚石稳定B.图2表示Al3+与OH-反应时含铝微粒浓度变化曲线,图中a点溶液中大量存在Al3+C.图3中的阴影部分面积的含义是v正-v逆D.图4表示0.001mol·L-1盐酸滴定0.001mol·L-1NaOH溶液的滴定曲线答案A5.(2017江西赣中南五校联考,9)下列图示与对应的叙述相符的是()A.图1表示H2与O2发生反应过程中的能量变化,则H2的燃烧热为241.8kJ·mol-1B.图2表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)的影响,乙的压强比甲的压强大C.图3表示等质量的钾、钠分别与足量水反应,则甲为钠D.图4表示常温下,稀释HA、HB两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化,则相同条件下NaA溶液的pH大于同浓度的NaB溶液的pH答案C6.(2016北京海淀期中,12)已知:①CH3OH(g)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g)ΔH=-192.9kJ·mol-1②H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1则CH3OH(g)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(l)的ΔH为()A.+478.7kJ·mol-1 B.-764.5kJ·mol-1C.-478.7kJ·mol-1 D.+764.5kJ·mol-1答案B二、非选择题(共29分)7.(2017浙江名校协作体联考,30)(16分)二氧化碳的回收利用是环保领域研究的热点。(1)在太阳能的作用下,以CO2为原料制取炭黑的流程如图所示。总反应的化学方程式为。

(2)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:CO2+3H2CH3OH+H2O。已知298K和101kPa条件下:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l)ΔH=-akJ·mol-12H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH=-bkJ·mol-1CH3OH(g)CH3OH(l)ΔH=-ckJ·mol-1则CH3OH(l)的燃烧热ΔH=。

(3)CO2经过催化氢化可合成低碳烯烃,合成乙烯的反应为:2CO2(g)+6H2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)ΔH<0。在恒容密闭容器中充入2molCO2和nmolH2,在一定条件下发生反应,CO2的转化率与温度、投料比X[X=n(H2)①平衡常数KAKB。

②一定温度时,某密闭容器中发生上述反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:时间(min)浓度(mol·L-1)01020304050H2(g)6.005.405.109.008.408.40CO2(g)2.001.801.703.002.802.80CH2CH2(g)00.100.153.203.303.3020~30min间只改变了某一条件,根据上表中的数据判断改变的条件可能是。

A.通入一定量H2 B.通入一定量CH2CH2C.加入合适催化剂 D.缩小容器体积画出CH2CH2的浓度随反应时间的变化曲线:(4)在催化剂M的作用下,CO2和H2同时发生下列两个反应:①2CO2(g)+6H2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)ΔH<0②2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH<0如图是乙烯在相同时间内、不同温度下的产率,则温度约高于460℃时乙烯产率降低的原因不可能是。

A.催化剂M的活性降低 B.①反应的平衡常数变大C.生成甲醚的量增加 D.②反应的活化能增大(5)Na2CO3溶液通常可用来捕获CO2。常温下,H2CO3的第一步、第二步电离常数分别为4×10-7、5×10-11,则0.5mol·L-1的Na2CO3溶液的pH等于。(不考虑第二步水解和H2O的电离)

答案(1)CO2C+O2(见FeO才给分)(2)(a+c-1.5b)kJ·mol-1(3)①>②D(在20~30min内曲线突然变陡)(4)BD(5)128.(2016江西九江七校一联,20)(13分)镁在海水中含量较多,单质镁、镁合金以及镁的化合物在科学研究和工业生产中用途非常广泛。(1)Mg2Ni是一种储氢合金,已知:Mg(s)+H2(g)MgH2(s)ΔH1=-74.5kJ·mol-1Mg2Ni(s)+2H2(g)Mg2NiH4(s)ΔH2=-64.4kJ·mol-1Mg2Ni(s)+2MgH2(s)2Mg(s)+Mg2NiH4(s)ΔH3则ΔH3=kJ·mol-1。

(2)工业上可用电解熔融的无水氯化镁获得镁。其中氯化镁晶体脱水是关键的工艺之一,一种正在试验的氯化镁晶体脱水的方法是:先将MgCl2·6H2O转化为MgCl2·NH4Cl·nNH3,然后在700℃脱氨得到无水氯化镁,脱氨反应的化学方程式为;用惰性电极电解熔融氯化镁,阴极的电极反应式为。

(3)储氢材料Mg(AlH4)2在110~200℃的反应为:Mg(AlH4)2MgH2+2Al+3H2↑,每生成27gAl转移电子的物质的量为。

答案(1)+84.6(2)MgCl2·NH4Cl·nNH3MgCl2+(n+1)NH3↑+HCl↑Mg2++2e-Mg(3)3mol方法技巧方法1反应热大小的比较方法1.(2018湖南益阳、湘潭调研,12)处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法,是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH1=-566.0kJ·mol-1S(g)+O2(g)SO2(g)ΔH2=-296.0kJ·mol-1S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH3下列说法不正确的是()A.ΔH3<ΔH2B.将少量CO2、SO2分别通入澄清石灰水,都能产生浑浊现象C.CO2分子中各原子最外层均为8电子稳定结构D.相同条件下,2CO(g)+SO2(g)S(g)+2CO2(g)ΔH=-270kJ·mol-1答案A2.(2018陕西黄陵中学重点班期中,7)强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为:H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1。分别向1L0.5mol·L-1Ba(OH)2溶液中加入浓硫酸、稀硝酸、稀醋酸,恰好完全反应的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,下列关系正确的是()A.ΔH1>ΔH2>ΔH3 B.ΔH1>ΔH2=ΔH3C.ΔH1<ΔH2<ΔH3 D.ΔH1=ΔH2<ΔH3答案C3.(2017河南中原名校第四次质考,11)以锌锰废电池中的碳棒为原料回收MnO2的过程中涉及如下反应:①MnO2(s)+C(s)MnO(s)+CO(g)ΔH1=+24.4kJ·mol-1②MnO2(s)+CO(g)MnO(s)+CO2(g)ΔH2=-148.1kJ·mol-1③2MnO2(s)+C(s)2MnO(s)+CO2(g)ΔH3则下列判断正确的是()A.ΔH1<ΔH3B.ΔH3=ΔH1+ΔH2C.反应①的活化能为24.4kJ·mol-1D.反应③一定不能自发进行答案B4.(2016重庆七校联盟联考,12)下列关于反应热与热化学反应的描述中正确的是()A.盐酸与NaOH溶液反应的中和热是57.3kJ·mol-1,则H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液反应的反应热ΔH=-114.6kJ·mol-1B.CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol-1,则反应2CO2(g)2CO(g)+O2(g)的ΔH=+566.0kJ·mol-1C.氢气的燃烧热为285.5kJ·mol-1,则电解水的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)+O2(g)ΔH=+285.5kJ·mol-1D.已知2C(s)+2O2(g)2CO2(g)ΔH1;2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH2,则ΔH1>ΔH2答案B方法2盖斯定律的应用5.(2018河北衡水中学四模,9)我国利用合成气直接制烯烃获重大突破,其原理是:反应①:C(s)+12O2(g)CO(g)ΔH1反应②:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH2反应③:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH3=-90.1kJ·mol-1反应④:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2(g)ΔH4,能量变化如下图所示反应⑤:3CH3OH(g)CH3CHCH2(g)+3H2O(g)ΔH5=-31.0kJ·mol-1下列说法正确的是()A.反应③使用催化剂,ΔH3减小B.反应④中正反应的活化能大于逆反应的活化能C.ΔH1-ΔH2<0D.3CO(g)+6H2(g)CH3CHCH2(g)+3H2O(g)ΔH=-121.1kJ·mol-1答案C6.(2017河南安鹤新开四校联考,10)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知:Cu(s)+2H+(aq)Cu2+(aq)+H2(g)ΔH=+64.39kJ·mol-12H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)ΔH=-196.46kJ·mol-1H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH=-285.84kJ·mol-1在H2SO4溶液中,Cu与H2O2反应生成Cu2+(aq)和H2O(l)的反应热ΔH等于()A.-417.91kJ·mol-1 B.-319.68kJ·mol-1C.+546.69kJ·mol-1 D.-448.46kJ·mol-1答案B7.(2017江苏四市模拟,8)真空碳热还原-氯化法可实现由铝矿制备金属铝,其相关的热化学方程式如下:①Al2O3(s)+3C(s)2Al(s)+3CO(g)ΔH1=+1344.1kJ·mol-1②2AlCl3(g)2Al(s)+3Cl2(g)ΔH2=+1169.2kJ·mol-1③Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)2AlCl3(g)+3CO(g)ΔH3=QkJ·mol-1下列有关说法正确的是()A.反应①中化学能转化为热能B.反应②中若生成液态铝则反应热应大于ΔH2C.反应③中有1molAlCl3(g)生成时,需要吸收174.9kJ的热量D.该生产工艺中能循环利用的物质只有AlCl3答案B8.(2016辽宁沈阳东北育