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1、2022屆高考化學(xué) 圖表題專項(xiàng)突破 專題10 化學(xué)反應(yīng)及其能量變化圖表題典題特訓(xùn)
【高考真題訓(xùn)練】
1、【2018北京卷】A和B轉(zhuǎn)化為C的催化反應(yīng)歷程示意圖如下。下列說法不正確的是
A.催化劑在反應(yīng)前后保持化學(xué)性質(zhì)不變
B.生成C總反應(yīng)的原子利用率為100%
C.①→②的過程吸收能量
D.C的水溶液呈弱酸性
【答案】C
【解析】A.催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率,而自身在反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變,故A正確;B.由圖可知與反應(yīng)只生成,原子利用率為,故B正確;C.由圖可已看出①的能量高于②,故①→②放出能量,故C錯(cuò)誤;D.生成物為CH3COOH,CH3COOH的水溶液顯弱酸性,故
2、D正確;本題答案為C。
2、【2016海南卷】由反應(yīng)物X轉(zhuǎn)化為Y和Z的能量變化如圖所示。下列說法正確的是
A.由反應(yīng)的ΔH=E5?E2
B.由反應(yīng)的ΔH<0
C.降低壓強(qiáng)有利于提高Y的產(chǎn)率
D.升高溫度有利于提高Z的產(chǎn)率
【答案】BC
3、【2018北京卷】近年來,研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)實(shí)現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)化與存儲。過程如下:
(1)反應(yīng)Ⅰ:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1
反應(yīng)Ⅲ:S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1
反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式:_______
3、_________。
【答案】3SO2(g)+2H2O (g)2H2SO4 (l)+S(s) ΔH2=?254 kJ·mol?1
【解析】(1)根據(jù)過程,反應(yīng)II為SO2催化歧化生成H2SO4和S,反應(yīng)為3SO2+2H2O=2H2SO4+S。應(yīng)用蓋斯定律,反應(yīng)I+反應(yīng)III得,2H2SO4(l)+S(s)=3SO2(g)+2H2O(g)ΔH=ΔH1+ΔH3=(+551kJ/mol)+(-297kJ/mol)=+254kJ/mol,反應(yīng)II的熱化學(xué)方程式為3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)ΔH=-254kJ/mol。
4、【2018天津卷】CO2是一種廉價(jià)
4、的碳資源,其綜合利用具有重要意義?;卮鹣铝袉栴}:
(2)CO2與CH4經(jīng)催化重整,制得合成氣:CH4(g)+ CO2(g) 2CO (g)+ 2H2(g)
①已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
化學(xué)鍵
C—H
C=O
H—H
CO(CO)
鍵能/kJ·mol?1
413
745
436
1075
則該反應(yīng)的ΔH=_________。
【答案】+120 kJ·mol-1
【解析】(2)①根據(jù)△H=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和=(4×413+2×745-2×1075-2×436)kJ·mol-1=+120kJ·mol-1;
5、【2017新課標(biāo)1卷】近期
5、發(fā)現(xiàn),H2S是繼NO、CO之后的第三個(gè)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?;卮鹣铝袉栴}:
(2)下圖是通過熱化學(xué)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(jì)算,可知系統(tǒng)(Ⅰ)和系統(tǒng)(Ⅱ)制氫的熱化學(xué)方程式分別為________________、______________,制得等量H2所需能量較少的是_____________。
【答案】(2)H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=+286 kJ/mol
H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ/mol 系統(tǒng)(II)
【解析】根據(jù)蓋斯定律,把
6、系統(tǒng)(Ⅰ)的三個(gè)熱化學(xué)方程式相加可得:H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=286 kJ?mol-1;把系統(tǒng)(Ⅱ)的三個(gè)熱化學(xué)方程式相加可得:H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=20 kJ?mol-1;由上述兩個(gè)熱化學(xué)方程式可得,制得1mol H2,系統(tǒng)(Ⅰ)需要吸收286kJ能量,系統(tǒng)(Ⅱ) 需要吸收20kJ能量,所以制得等量H2所需能量較少的是系統(tǒng)(Ⅱ)。
【變式訓(xùn)練】
1.(山東省泰安市第一中學(xué)2019屆高三上學(xué)期第一次聯(lián)考)工業(yè)上,在一定條件下利用乙烯和水蒸氣反應(yīng)制備乙醇。反應(yīng)原CH2=CH2(g)+H2O(g)=CH3CH2OH(g )△H。已知幾種共價(jià)鍵的鍵能如下
7、:
化學(xué)鍵
C-H
C=C
H-O
C-C
C-O
鍵能/kJ·mol-1
413
615
463
348
351
下列說法錯(cuò)誤的是
A.上述合成乙醇的反應(yīng)原子利用率為100%
B.相同時(shí)間段內(nèi),用該反應(yīng)中三種物質(zhì)表示的該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率相等
C.碳碳雙鍵的鍵能大于碳碳單鍵鍵能,但碳碳單鍵更穩(wěn)定
D.上述反應(yīng)式中,△H=+34kJ·mol-1
【答案】D
2.(2019年1月浙江省學(xué)業(yè)水平考試)反應(yīng)N2(g)+O2(g)=2NO(g)的能量變化如圖所示。已知:斷開1mol N2(g)中化學(xué)鍵需吸收946kJ能量,斷開1mol O2(g)中化學(xué)鍵需吸收49
8、8kJ能量。
下列說法正確的是
A.N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=-180
B.NO(g)=1/2N2(g)+1/2O2(g) △H=+90
C.?dāng)嚅_1mol NO(g)中化學(xué)鍵需要吸收632kJ能量
D.形成1 mol NO(g)中化學(xué)鍵可釋放90kJ能量
【答案】C
【解析】A項(xiàng)、該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ/mol,故A錯(cuò)誤;
B項(xiàng)、正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),逆反應(yīng)應(yīng)該為放熱反應(yīng),則NO(g)=1/2N2(g)+1/2O2(g) △H=-90,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng)、反應(yīng)熱等于反應(yīng)物鍵能之和減去生成物的鍵能之和,△H
9、=[(946kJ/mol+498kJ/mol))- 2×E(N—O)]= +180kJ/mol,E(N—O)=632 kJ/mol,則斷開1mol NO(g)中化學(xué)鍵需要吸收632kJ能量,故C正確;D項(xiàng)、反應(yīng)熱等于反應(yīng)物鍵能之和減去生成物的鍵能之和,△H=[(946kJ/mol+498kJ/mol))- 2×E(N—O)]= +180kJ/mol,E(N—O)=632 kJ/mol,則形成1 mol NO(g)中化學(xué)鍵可釋放632kJ能量,故D錯(cuò)誤。
7.(安徽省宣城市2019屆高三上學(xué)期期末考試?yán)砜凭C合)氮氧化物(NOx)是電廠主要排放污染物之一。工業(yè)上采用氨脫硝處理后排放,原理如下:
10、
①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) △H1=-1632.4kJ·mol-1
②4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) △H2=akJ·mol-1
當(dāng)反應(yīng)溫度過高時(shí),NH3會發(fā)生氧化反應(yīng):③NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H3=-902.0kJ·mol-1
回答下列問題:
(2)反應(yīng)②中的a=___________。
(3)反應(yīng)③中,常用的催化劑有Cr2O3和Fe2O3,Cr2O3的催化效率更好一些。下列表示兩種催化劑在反應(yīng)③催化過程中的能量變化示意圖合理的是___________
11、(填字母序號)。
【答案】(2) -1815.0(3)B
【解析】(2)①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g) △H1=-1632.4kJ·mol-1
②4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) △H2=akJ·mol-1
③NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H3=-902.0kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律,①②得 NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H3=-902.0kJ·mol-1,即(-1632.4kJ·mol-1)4a=-902.0kJ·mol
12、-1,a=-1815 kJ·mol-1;
(3)已知反應(yīng)③中,Cr2O3的催化效率更好一些,所以使用Cr2O3活化能更低。反應(yīng)③放熱,故生成物的總能量小于反應(yīng)物的,B圖符合題意,選B;
8.(四川省成都外國語學(xué)校2019屆高三上學(xué)期期中考試)氮及其化合物如NH3及銨鹽、N2H4、N2O4等在中學(xué)化學(xué)、化工工業(yè)、國防等領(lǐng)域占有重要地位。
(1)已知反應(yīng)NO2(g)+CO(g) = NO(g) +CO2(g)的能量變化如圖所示,下列說法正確的是________。
A.圖中A→B的過程為放熱過程
B.1molNO2和1molCO的鍵能總和大于1molNO和1mol?CO2?的鍵能總和
13、
C.該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)
D.1molNO2(g)和1molCO(g)的總能量低于1mol?NO(g)?和1mol?CO2(g)的總能量
【答案】C
【解析】(1)A、A→B能量升高,屬于吸熱過程,故A錯(cuò)誤;B、反應(yīng)物的能量高于生成物的能量,此反應(yīng)為放熱反應(yīng),則1molNO2和1molCO的鍵能總和小于1molNO和1molCO2的鍵能總和,故B錯(cuò)誤;C、反應(yīng)中C和N的化合價(jià)發(fā)生變化,則反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng),故C正確;D、根據(jù)圖像,反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,則1molNO2和1molCO的總能量高于1molNO和1molCO2的總能量,故D錯(cuò)誤;
9.(北京市第十中學(xué)2019
14、屆高三第一學(xué)期10月月考)研究大氣中含硫化合物(主要是SO2和H2S)的轉(zhuǎn)化具有重要意義。
(2)土壤中的微生物可將大氣中H2S經(jīng)兩步反應(yīng)氧化成SO42-,兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如圖:
1mol H2S(g)全部氧化成SO42-的熱化學(xué)方程式為___________________________。
10.(貴州省遵義航天高級中學(xué)2019屆高三上學(xué)期第二次模擬考試)化學(xué)反應(yīng)原理在工業(yè)生產(chǎn)中具有十分重要的意義。
(1)工業(yè)生產(chǎn)可以用NH3(g)與CO2(g)經(jīng)兩步反應(yīng)生成尿素,兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下:
則NH3(g)與CO2(g)反應(yīng)生成尿素的熱化學(xué)方程式為___________________________。
【答案】2NH3(g)+CO2(g)?H2O(l)+H2NCONH2(s)△H=-134kJ?mol-1
【解析】(1)由圖示可以知道,兩步反應(yīng)的完成的熱效應(yīng)與一步完成的熱效應(yīng)是相同的,將兩個(gè)反應(yīng)相加可得2NH3(g)+CO2(g)?H2O(l)+H2NCONH2(s)△H=-134kJ?mol-1,因此,本題正確答案是:2NH3(g)+CO2(g)?H2O(l)+H2NCONH2(s)△H=-134kJ?mol-1;