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1、专题五 化学能与热能考点一 化学反应中能量变化的有关概念及计算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.状态状态表示CO与O2反应的过程答案C8.(2015课标,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:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)H1CO2(g)+3H2(g) C
2、H3OH(g)+H2O(g)H2CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)H3回答下列问题:(1)已知反应中相关的化学键键能数据如下:化学键HHCOCOHOCHE/(kJmol-1)4363431 076465413由此计算H1=kJmol-1;已知H2=-58 kJmol-1,则H3=kJmol-1。(2)反应的化学平衡常数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()与温度和压强的关系如图2所示。(CO)值随温度升高而(填“增大”或“减小”)
3、,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(CO)c2(H2)或Kp=p(CH3OH)p(CO)p2(H2)(1分)a反应为放热反应,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,反应为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;反应为吸热反应,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)p3p2p1相同温度下,由于反应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
4、强时,有利于CO的转化率升高(每空2分,共4分)9.(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)请配平第步反应的化学方程式:NaBO2+SiO2+Na+H2 NaBH4+Na2SiO3(3)第步分离采用的方法是 ;第步分出NaBH4并回收溶剂
5、,采用的方法是 。(4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)。在25 、101 kPa下,已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ,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+2H2 1NaBH4+2Na2SiO3(3)过滤蒸馏(4)NaBH4(s)+2H2O(l) NaBO2(s)+4H2(g)H=-216.0 kJmol-1考点二 热化学方程式的正误判断考点三 盖斯定律及其应用1.(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:
6、S(s)+2KNO3(s)+3C(s) K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)H=x kJmol-1已知:碳的燃烧热H1=a kJmol-1S(s)+2K(s) K2S(s)H2=b kJmol-12K(s)+N2(g)+3O2(g) 2KNO3(s)H3=c kJmol-1则x为()A.3a+b-c B.c-3a-b C.a+b-c D.c-a-b答案A6.(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+7F
7、e2(SO4)3+8H2O 15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应。请回答下列问题:(1)第步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是。(2)检验第步中Fe3+是否完全还原,应选择(填字母编号)。A.KMnO4溶液 B.K3Fe(CN)6溶液C.KSCN溶液(3)第步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第步通入空气使溶液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 ,101 kPa时:4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s)H=-1
8、648 kJ/molC(s)+O2(g) CO2(g)H=-393 kJ/mol2Fe(s)+2C(s)+3O2(g) 2FeCO3(s)H=-1 480 kJ/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+FeS2 Fe+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a kg质量分数为b%的硫酸加入到c kg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)H=-260 kJ/mol(5)FeS2+4Li+4e- Fe+2Li2S或FeS2+4e- Fe+2S2-(6)0.011 8ab-0.646c或29ab2 450-1 131c1 750
