1、专题四 化学能与热能（B 卷）一、选择题（每题 5 分，共 50 分）1.（2015清华附中理科综合能力测试四12）关于下图所示转化关系（X 代表卤素） ，说法不正确的是（ ）A 2H(g) +2X(g) = 2HX(g) H30B 途径生成 HX 的反应热与途径无关，所以 H1 = H2 + H3 C 途径生成 HCl 放出的热量比生成 HBr 的多，说明 HCl 比 HBr 稳定D Cl、Br、I 的非金属性依次减弱，所以途径吸收的热量依次增多2.（2015苏锡常镇四市高三教学调研二10）已知：CO 2(g) + C(s) 2CO(g) H1C(s) + H2O(g) CO(g) + H
2、2(g) H2CO(g) + H2O(g) CO 2(g) + H2(g) H3CuO(s) + CO(g) Cu(s) + CO 2(g) H42CuO(s) + C(s) 2Cu(s) + CO 2(g) H5下列关于上述反应焓变的判断不正确的是A H1 0 B H2 0C H2 H3 D H5 2 H4 + H1 3.（ 2015通 扬 泰 淮 四 市 三 模 10） 下列说法正确的是A由图甲可知，升高温度醋酸钠的水解程度增大B由图乙可知， a 点 Kw的数值比 b 点 Kw的数值大C由图丙可知，反应 A(g)+B(g) 2C(g)是吸热反应D由图丁可知，反应 C(金刚石，s) = C(
3、石墨，s)的焓变 H = H1 H24.（ 2015徐 州 、 宿 迁 、 连 云 港 三 市 三 模10） 已知：2CH 3OH(g)3O 2(g)2CO 2(g)4H 2O(l) H12CO(g)O 2(g)2CO 2(g) H 22H2(g)O 2(g)2H 2O(l) H 32H2(g)O 2(g)2H 2O(g) H 4CO(g)2H 2(g)CH 3OH(g) H 5下列关于上述反应焓变的判断正确的是A H 10， H 20 B H 3 H 4C H 1 H 22 H 3 H 5 D2 H 5 H 105.（2015景德镇市高三第三次质检考试10）某学生以铁丝和 Cl2为原料进行下
4、列三个实验。 ，从分类角度下列分析正确的是（ ）A实验、反应制得的物质均为纯净物 B实验、均未发生氧化还原反应C实验、均为放热反应 D实验、所涉及的物质均为电解质或非电解质6.（2015山东德州高三二模11）如图图示与对应的叙述不相符的是（ ）图 1图 2图 3图 4A 图 1 的目的是检验装置的气密性B 图 2 中分液漏斗振荡静置后，上层液体颜色变浅C 图 3 中电流计的指针不发生偏转D 图 4 液态水分解的热化学方程式为：2H 2O（1）2H 2（g）+O 2（g）H=+571.6KJ/mol7.（2015重庆五区第二次调研抽测理科综合6）已知金刚石的燃烧热为 395 kJ/mol，下表是
5、部分化学键的键能数据。下列选项中正确的是（ ）Ax = 794.5Bx = 1142.5C1mol 金刚石的能量一定比 1mol CO2能量高D金刚石燃烧的热化学方程式为 2C(s)+ O 2(g)= 2CO(g) H =- 790 kJ/mol8.（2015安徽安庆市高三三模10）二、非选择题（共 50 分）11.（2015北京东城区高三综合练习二26） （14分）氨在国防、工农业等领域发挥着重要作用。（1）工业以甲烷为原料生产氨气的过程如下：过程中，有关化学反应的能量变化如下图所示反应为 反应（填“吸热”或“放热”），CH 4 （g）与H 2 O（g）反应生成CO（g）和H 2（g）的热化
6、学方程式是 。 CO可降低过程所用催化剂的催化效率，常用乙酸二氨合铜（）溶液吸收，其反应原理为：，所得溶液经处理化学键 CC O= O C= O键能（kJ/mol） 348 498 x的又可再生，恢复其吸收CO能力，再生的适宜条件是 。（选填字母）。 a高温、高压 b高温、低压 c低温、低压 d低温、高压下表是过程中，反应物的量相同时，不同条件下平衡体系中氨的体积分数.根据表中数据，得出的结论是 。.恒温时，将 N2和 H2的混合气体充入 2L 密闭容器中，10 分钟后反应达到平衡时 n （N 2）= 0.1mol， n （H 2）= 0.3mol。下列图象能正确表示该过程中相关量的变化的是
7、。 （选填字母） 。12.（2015清华附中理科综合能力测试四26）减少污染、保护环境是全世界最热门的课题。（1）为了减少空气中 SO2的排放，常采取的措施有：将煤转化为清洁气体燃料。已知：H 2(g)1/2O 2(g)=H2O(g) H1-241.8 kJmol 1C(s)1/2O 2(g)=CO(g) H2110.5 kJmol 1则焦炭与水蒸气反应生成 CO 的热化学方程式为 。洗涤含 SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是 （填序号）：aCa(OH) 2 bCaCl 2 cNa 2CO3 dNaHSO 3（2）CO 在催化剂作用下可以与 H2反应生成甲醇：CO(g)+2H 2(g) CH
8、3OH(g)。在密闭容器中充有 10 mol CO 与 20 mol H2，CO 的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。M、N 两点平衡状态下，容器中总物质的物质的量之比为： n(M)总 ： n(N)总 = 。若 M、N、Q 三点的平衡常数 KM、 KN、 KQ的大小关系为 。（3）催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。催化硝化法中，用 H2将 NO 还原为 N2，一段时间后， 3溶液的碱性明显增强。则该反应离子方程式为 。电化学降解 NO 的原理如右图所示，电源正极为 （填 3“a”或“b” ） ；若总反应为 4NO3-+4H+=5O2+2N 2+2H 2O，则阴极反应式为
9、 。13.（2015山东菏泽高三二轮质量检测29） （17 分）能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：反应 I： CO（g）2H 2（g） CH3OH（g） H 1反应 II：CO 2（g）3H 2（g） CH3OH（g）+ H 2O（g） H 2上述反应符合“原子经济”原则的是 （填“I”或“” ） 。下表所列数据是反应 I 在不同温度下的化学平衡常数（K） 。 由表中数据判断 H 1 0 （填“” 、 “”或“” ） 。某温度下，将 2 mol CO 和 6 mol H2充入 2L 的密闭容器中，充分反应
10、，达到平衡后，测得 c（CO） 0.2 molL，则 CO 的转化率为 ，此时的温度为 （从上表中选择） 。（2）已知在常温常压下： 2CH 3OH（l）3O 2（g）2CO 2（g）4H 2O（g） H 1275.6 kJmol 2CO（g）+ O 2（g） 2CO 2（g） H 566.0 kJmol H 2O（g） H 2O（l） H 44.0 kJmol温度 250 300 350K 2.041 0.270 0.012通电直 流 电 源交PtPtAg交N22H2O3abQt/01357CO转化率(%)405P2M写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式： （3）某实验小组依
11、据甲醇燃烧的反应原理，设计如右图所示的电池装置。 该电池正极的电极反应为。工作一段时间后，测得溶液的 pH 减小，该电池总反应的离子方程式为。答案和解析1.【答案】D【命题立意】本题旨在考查化学反应与能量转化。【解析】A过程 2H(g) +2X(g) = 2HX(g)为化学键的形成过程，该过程放热， H30，故A 正确；B根据盖斯定律知途径生成 HX 的反应热与途径无关，所以 H1 = H2 + H3 ，故 B 正确；C途径生成 HCl 放出的热量比生成 HBr 的多，说明 HCl 比 HBr 稳定，故 C正确；D氯、溴、碘单质中化学键的键能逐渐减小，所以途径吸收的热量依次减少，故D 错误。2
12、C 【命题立意】本题考查盖斯定律。难度较小。【解析】前两个反应为吸热反应，所以 H1、 H2 均大于 0，A、B 正确；第 3 个反应为 H3= H2- H1， H2= H3 + H1，由前分析 H1、 H2 均大于 0，所以 H2 H3，错误。3A 【命题立意】本题考查化学图像中的原理分析。难度中等。【解析】A 项，温度升高，促进 CH3COO 水解，碱性增强，pH 变大，正确；B 项，a、b 点的温度均为 25，所以 Kw不变，错误；C 项，由丙图知，T 2T1，高温下，C 的体积分数小，说明反应是放热的，错误；D 项，C(金刚石，s) + O2(g) = CO2(g) H2，C(石墨，s
13、) + O2(g) = CO2(g) H1，将两式相减得，C(金刚石，s) = C(石墨，s) H = H2 H1，错误。4D 【命题立意】本题考查盖斯定律。难度中等。【解析】A 项，甲醇燃烧是放热反应， H 1KQ（3 分。 ）（3） 2 NO 3 +5H2 N2+2OH +4H2O（3 分）= = = = =催 化 剂 a（2 分） 2 NO3 +12 H+10e = N2+6H 2O（3 分）阳极反应为：4OH -4e- = O2+2H 2O 或 10H2O - 20e- = 20H+ + 5O2。【命题立意】本题旨在考查热化学方程式的书写、盖斯定律，化学平衡图像分析及电解原理的应用。【
14、解析】 （1）已知： H 2(g)1/2O 2(g)=H2O(g) H1-241.8 kJmol 1C(s)1/2O 2(g)=CO(g) H2110.5 kJmol 1根据盖斯定律：- 得焦炭与水蒸气反应生成 CO 的热化学方程式为 C(s)+H2O(g) CO(g) +H2(g) H+131.3kJmol 1 。SO 2为酸性氧化物，与 Ca(OH)2反应生成亚硫酸钙和水，亚硫酸酸性比碳酸强，与碳酸钠溶液反应生成亚硫酸钠、水和二氧化碳，故可作 SO2洗涤剂，选 ac。（2）根据题给图像知 M 点 CO 的平衡转化率为 50%，参加反应的 CO 为 10mol50%=5mol，根据 CO(g
15、)+2H2(g) CH3OH(g)利用差量法分析容器内气体的物质的量减少 10mol，则平衡后容器内气体的物质的量为（10+20-10）mol=20mol；N 点 CO 的平衡转化率为 70%，参加反应的 CO 为 10mol70%=7mol，同理知 N 点容器中总物质的物质的量为 16mol， 则 n(M)总 ：n(N)总 =5:4。平衡常数的影响因素为温度，温度不变平衡常数不变。分析题给图像知 M、N 点温度相同，则 KM=KN；又由图像知压强保持不变时随着温度的升高 CO 的转化率逐渐降低，平衡逆向移动，化学平衡常数减小；Q 点的温度比 M、N 高，则 M、N、Q 三点的平衡常数 KM、
16、 KN、 KQ的大小关系为 KM=KNKQ。（3）根据题意知在催化剂存在的条件下 H2将 NO 还原为 N2，同时生成氢氧根离子。利用 3电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平，该反应离子方程式为 2 NO3 +5H2 N2+2OH +4H2O。= = = = =催 化 剂 分析电化学降解 NO 的原理图知左侧电极有氧气生成，发生氧化反应，电极反应式为 34OH-4e- = O2+2H 2O，为电解池的阳极，则电源正极为 a；若总反应为 4NO3-+4H+ 电 解 5O2+2N 2+2H 2O，则阴极反应式为 2 NO3 +12 H+10e = N2+6H 2O。13 【答案】 （17 分）（1）
17、I （2 分） （2 分） 80% （2 分） 250 （2 分）（2）CH 3OH（l）+ O 2（g） CO（g）+ 2H 2O（l） H4428 kJmol（3 分）（3） O 2 + 2H2O + 4e-4OH - （3 分） 2CH 3OH + 3O2 + 4OH- = 2CO32- + 6H2O （3 分）【命题立意】本题考查原子经济的概念、化学平衡的影响因素、转化率的计算、盖斯定律的应用、电化学、【解析】（1）原子经济性原则指的是原子利用率高的反应，是化合反应，原子利用率高达100%，故选反应；根据表中数据可以看出，温度越高则平衡常数越小，可以确定该反应是放热反应，故H 10设一
18、氧化碳的变化量为 x，则CO（g）+2H 2（g）CH 3OH（g）初始浓度（mol/L）1 3 0 变化浓度（mol/L）0.8 1.6 0.8平衡浓度（mol/L）0.2 1.4 0.8，则 CO 的转化率= 100%=80%，平衡常数 K=0.8/0.21.42=2.041，所以该反应的温度为 250;（2）根据盖斯定律甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的反应 CH3OH（l）+O 2（g）=CO（g）+2H 2O 的H=0.5-0.5+2=-442.8 kJmol；（3）在燃料电池中，正极是氧气发生得电子的还原反应，即 O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；工作一段时间后，测得溶液的 pH 减小，说明氢氧根离子被消耗，在燃料电池中，总反应是燃料燃烧的反应，而且生成的二氧化碳与碱反应生成碳酸盐：2CH 3OH + 3O2 + 4OH- = 2CO32- + 6H2O
