2020年高考化学难点专练1 反应热的相关计算(解析版)

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1、 2020年高考化学难点1 反应热的相关计算【命题规律】本专题的考查点主要是运用盖斯定律进行H的计算,而且考查频率较高;利用键能进行H的计算及化学反应中能量变化的有关概念考察频率较低。本考点往往结合化学平衡移动综合考察:利用已知热化学方程式结合盖斯定律推出新的热化学方程式,然后结合新的热化学方程式进行平衡状态的相关设问。题型以填空题为主,选择题较少,难度中等。考查的核心素养以证据推理与模型认知为主。【备考建议】2020年高考备考的重点仍以盖斯定律的应用、H的相关计算及H的大小比较为主。【限时检测】(建议用时:30分钟)1.(2019江苏卷)氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关

2、说法正确的是A. 一定温度下,反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)能自发进行,该反应的H0B. 氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e4OHC. 常温常压下,氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2,转移电子的数目为6.021023D. 反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)的H可通过下式估算:H=反应中形成新共价键的键能之和反应中断裂旧共价键的键能之和【答案】A【详解】A.体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向,该反应属于混乱度减小的反应,能自发说明该反应为放热反应,即H0,故A正确;B.氢氧燃料电池,氢气作负极,失电子发生氧化反应,中性条件的电极反应式为

3、:2H2 4e =4H+,故B错误;C.常温常压下,Vm22.L/mol,无法根据气体体积进行微粒数目的计算,故C错误;D.反应中,应该如下估算:H=反应中断裂旧化学键的键能之和反应中形成新共价键的键能之和,故D错误。2.(2018河北省衡水中学高考模拟)由H、C、N、O、S等元素形成多种化合物在生产生活中有着重要应用。I.化工生产中用甲烷和水蒸气反应得到以CO和H2为主的混合气体,这种混合气体可用于生产甲醇,回答下列问题:(1)对甲烷而言,有如下两个主要反应:CH4(g)+1/2O2(g)=CO(g)+2H2(g) H1=36kJmol12CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)

4、 H2=+216kJmol1若不考虑热量耗散,物料转化率均为100%,最终炉中出来的气体只有CO、H2,为维持热平衡,年生产lmolCO,转移电子的数目为_。(2)甲醇催化脱氢可制得重要的化工产品一甲醛,制备过程中能量的转化关系如图所示。写出上述反应的热化学方程式_。反应热大小比较:过程I_过程II(填“大于”、“小于”或“等于”)。II.(3)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领城的重要课题。某研究性小组在实验室以AgZSM5为催化剂,删得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。若不使用CO,温度超过775K,发现NO的分解率降低。其可能的原因为_,在

5、n(NO)/n(CO)=1的条件下,为更好的除去NOx物质,应控制的最佳温度在_K左右。(4)车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。活性炭可处理大气污染物NO。在5L密闭容器中加入NO和活性炭(假设无杂质),一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1和T2时,测得各物质平衡时物质的量(n/mol)如下表:物质温度活性炭NOEF初始3.0000.1000T12.9600.0200.0400.040T22.9750.0500.0250.025写出NO与活性炭反应的化学方程式_;若T1”、“”或“=”);上述反应T1时达到化学平衡后再通入0.1mol NO气体,则达到

6、新化学平衡时NO的转化率为_。【答案】 (1). 6NA (2). CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) H=+(E2E1)kJ/mol (3). 等于 (4). NO分解反应是放热反应,升高温度不利于反应进行(只写升高温度不利于反应进行也得满分,其他合理说法也得分) (5). 870(接近即可给分) (6). C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g) (7). (8). 80%【解析】为维持热平衡,6+相加可得7CH4(g)+3O2(g)+H2O(g)=7 CO(g)+15H2(g) H=0,反应中生成7molCO转移电子总数42mol,所以产生lmolCO转移的电子数为6NA

7、;正确答案:6NA。(2)根据图示所示,H=生成物总能量反应物总能量=(E2E1)kJ/mol,反应的热化学方程式为:CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) H=+(E2E1)kJ/mol;正确答案:CH3OH(g)=HCHO(g)+ H2(g) H=+(E2E1)kJ/mol。H为E2和E1的差值,根据图示可知 E2E1的差值没有发生变化,所以过程I和过程II反应热相等;正确答案:相等。(3)从图像变化可以看出,当不使用CO时,温度超过775K,发现NO的分解率降低,说明NO分解反应是放热反应,升高温度,平衡左移,不利于反应向右进行;正确答案:NO分解反应是放热反应,升高温度不利于反应

8、进行(只写升高温度不利于反应进行也得满分,其他合理说法也得分)。在n(NO)/n(CO)=1的条件下,为更好的除去NOx物质,要求NO转化率越大越好,根据图像分析,应控制的最佳温度在870K左右;正确答案:870(接近即可给分)。(4)根据表中信息:反应物的变化量分别为:n(C)=0.04 mol,n(NO)=0.08 mol, n(E)= n(F) =0.04 mol;即各物质的系数之比为1:2:1:1,根据原子守恒规律可知反应的方程式为:C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g);正确答案:C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)。温度为T1,n(NO)=0.08 mol,,温度

9、为T2,n(NO)=0.05 mol,,若T1T2,升高温度,平衡左移,n(NO)减少,该反应正反应为放热反应;正确答案:。T1时,容器的体积为5升,发生如下反应 C(s) + 2NO(g) CO2(g)+ N2(g) 起始量 3 0.1 0 0变化量 0.04 0.08 0.04 0.04平衡量 2.96 0.02 0.04 0.04反应的平衡常数为K=c(N2) c(CO2)/ c2(NO)=(0.04/5)2/(0.02/5)2=4;上述反应T1时达到化学平衡后再通入0.1mol NO气体,设反应生成CO2为xmol, 则:C(s) + 2NO(g)CO2(g) + N2(g) 起始量

10、2.96 0.12 0.04 0.04变化量 2x x x平衡量 0.122x 0.04+ x 0.04+ x由于温度不变,平衡常数保持不变;(0.04+ x)/52/(0.122x)/52=4,解之x=0.04mol则达到新化学平衡时NO的转化率为(20.04)/0.1100%=80%;正确答案:80%。3.(2019东北育才学校科学高中部高考模拟,节选)二氧化硫是危害最为严重的大气污染物之一,它主要来自化石燃料的燃烧,研究CO催化还原SO2的适宜条件,在燃煤电厂的烟气脱硫中具有重要价值。.从热力学角度研究反应(1) C(s)+O2(g)CO2(g) H1=393.5 kJmol1CO2(g

11、)+C(s)2CO(g) H2=+172.5 kJmol1S(s)+O2(g)SO2(g) H3=296.0 kJmol1写出CO 还原SO2的热化学方程式:_。(2)关于CO还原SO2的反应,下列说法正确的是_。A.在恒温恒容条件下,若反应体系压强不变,则反应已达到平衡状态B.平衡状态时,2v正(CO)=v逆(SO2)C.其他条件不变,增大SO2的浓度,CO的平衡转化率增大D.在恒温恒压的容器中,向达到平衡状态的体系中充入N2,SO2的平衡转化率不变NOx的排放主要来自于汽车尾气,包含NO2和NO,有人提出用活性炭对NOx进行吸附,发生反应如下:反应a:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO

12、2(g) H=34.0kJ/mol反应b:2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) H=64.2kJ/mol(3)对于反应a,在T1时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下:时间(min)浓度(molL1)01020304050NO1.000.580.400.400.480.48N200.210.300.300.360.36010min内,NO的平均反应速率v(NO)=_,当升高反应温度,该反应的平衡常数K_(选填“增大”、“减小”或“不变”)。30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡;根据上表中的数据判断改变的条件可能是_(填字母)。A加入一定量的活性炭 B通入

13、一定量的NOC适当缩小容器的体积 D加入合适的催化剂【答案】(1). 2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(s)H=270.0 kJmol1 (2). AC (3). 0.042mol/(Lmin) (4). 减小 (5). BC 【详解】(1)CO与SO2的反应方程式为2COSO2=2CO2S, C(s)+O2(g)= CO2(g),CO2(g)+C(s) =2CO(g),S(s)+O2(g)= SO2(g),因此有得出2CO(g)SO2(g)=2CO2(g)S(s) H=270.0kJmol1;(2)A、根据反应方程式,硫为固体,其余为气体,反应前后气体分子数之和不相等,因此当压强不再改变,说明反应达到平衡,故A正确;B、不同物质的速率表示达到平衡,要求反应的方向一正一逆,且反应速率之比等于系数之比,即v正(CO)=2v逆(SO2),故B错误;C、其他条件不变,增大SO2的浓度,增加反应物的浓度,平衡向正反应反应移动,CO的转化率增大,故C正确;D、恒温恒压下,通入非反应气体,容器的体积增大,物质的量浓度降低,平衡向逆反应方向进行,SO2的转化率的降低,故D错误;答案为AC;(3)根据反应速率数学表达式,v(NO)=(1.000.58)mol/L10min=0.042mol/

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