（北京專用）2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第17講 化學(xué)能與熱能作業(yè) 1.(2017北京朝陽期中,8)聯(lián)氨(N2H4)是一種應(yīng)用廣泛的化工原料,可用作火箭燃料。已知: ①N2H4(l)+1/2N2O4(l) 3/2N2(g)+2H2O(l) ΔH=-546.45 kJ/mol ②H2O(g) H2O(l)　ΔH=-44.0 kJ/mol 則2N2H4(l)+N2O4(l) 3N2(g)+4H2O(g)的ΔH是(　　) A.-916.9 kJ/mol B.-458.45 kJ/mol C.+916.9 kJ/mol D.+458.45 kJ/mol 2.(2017北京西城期末,6)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH=a kJ·mol-1,反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示。下列說法中,不正確的是　(　　) A.a<0 B.過程Ⅱ可能使用了催化劑 C.使用催化劑可以提高SO2的平衡轉(zhuǎn)化率 D.反應(yīng)物斷鍵吸收能量之和小于生成物成鍵釋放能量之和 3.(2018北京西城期末)下列屬于吸熱反應(yīng)的是(　　) A.氧化鈣與水反應(yīng) B.鐵絲在氧氣中燃燒 C.NaOH溶液與鹽酸反應(yīng) D.Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體反應(yīng) 4.(2017北京海淀期中,8)已知:2H2O2(l) 2H2O(l)+O2(g)　ΔH=-98 kJ·mol-1。在含少量I-的溶液中,H2O2的分解過程為: ⅰ.H2O2(l)+I-(aq) H2O(l)+IO-(aq) 　ΔH1 ⅱ.H2O2(l)+IO-(aq) H2O(l)+O2(g)+I-(aq)　ΔH2 下列說法不正確的是(　　) A.ΔH1+ΔH2=ΔH B.I-是H2O2分解反應(yīng)的催化劑 C.欲分解2 mol H2O2(l),至少需要提供98 kJ的熱量 D.若生成1 mol O2,則反應(yīng)ⅱ轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2 mol 5.(2017北京房山一模,9)處理燃燒產(chǎn)生的煙道氣CO和SO2,方法之一是在一定條件下將其催化轉(zhuǎn)化為CO2和S。 已知:①2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)　ΔH=-566.0 kJ/mol ②S(s)+O2(g) SO2(g)　ΔH=-296.0 kJ/mol 下列說法中正確的是(　　) A.轉(zhuǎn)化①有利于碳參與自然界的元素循環(huán) B.轉(zhuǎn)化②中S和O2屬于不同的核素 C.可用澄清的石灰水鑒別CO2與SO2 D.轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)方程式是:2CO(g)+SO2(g) S(s)+2CO2(g)　ΔH=+270 kJ/mol 6.(2017北京豐臺期末,8)工業(yè)上可以利用水煤氣(H2、CO)合成二甲醚(CH3OCH3),同時生成CO2。 2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)　ΔH=-91.8 kJ/mol 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH=-23.5 kJ/mol CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41.3 kJ/mol 下列說法不正確的是(　　) A.二甲醚與乙醇互為同分異構(gòu)體 B.CH3OCH3中只含有極性共價鍵 C.CH3OH和乙醇均可發(fā)生消去反應(yīng) D.水煤氣合成二甲醚的熱化學(xué)方程式為3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3 (g)+CO2(g)　ΔH=-248.4 kJ/mol 7.(2017北京朝陽二模,11)NH3催化還原NO是重要的煙氣脫硝技術(shù),其反應(yīng)過程與能量關(guān)系如左下圖;研究發(fā)現(xiàn)在以Fe2O3為主的催化劑上可能發(fā)生的反應(yīng)過程如右下圖。 下列說法正確的是(　　) A.NH3催化還原NO為吸熱反應(yīng) B.過程Ⅰ中NH3斷裂非極性鍵 C.過程Ⅱ中NO為氧化劑,Fe2+為還原劑 D.脫硝的總反應(yīng)為:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g) 8.(2018北京海淀期末)已知:H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)反應(yīng)的能量變化示意圖如下: 下列說法正確的是(　　) A.點(diǎn)燃條件和光照條件下,反應(yīng)的ΔH不同 B.反應(yīng)的ΔH約為[2c-(a+b)] kJ/mol C.“假想的中間物質(zhì)”的總能量低于起始態(tài)H2和Cl2的總能量 D.反應(yīng)涉及的物質(zhì)中,既有含極性鍵的物質(zhì),也有含非極性鍵的物質(zhì) B組　提升題組 9.(2015北京理綜,9)最新報道:科學(xué)家首次用X射線激光技術(shù)觀察到CO與O在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過程。反應(yīng)過程的示意圖如下: 下列說法正確的是(　　) A.CO和O生成CO2是吸熱反應(yīng) B.在該過程中,CO斷鍵形成C和O C.CO和O生成了具有極性共價鍵的CO2 D.狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應(yīng)的過程 10.(2017北京東城一模,26)半水煤氣是工業(yè)合成氨的原料氣,其主要成分為H2、CO、CO2、N2和H2O(g)。半水煤氣經(jīng)過下列步驟轉(zhuǎn)化為合成氨的原料。 H2、CO、CO2、N2、H2O(g)H2、N2、CO2H2、N2 (1)步驟Ⅰ,CO變換反應(yīng)的能量變化如下圖所示: ①CO變換反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②一定條件下,向體積固定的密閉容器中充入a L半水煤氣,發(fā)生CO變換反應(yīng)。測得不同溫度(T1、T2)下氫氣的體積分?jǐn)?shù)φ(H2)與時間的關(guān)系如下圖所示。 ⅰ.T1、T2的大小關(guān)系及判斷理由是  　。  ⅱ.請?jiān)谏蠄D中畫出其他條件相同時,起始充入0.5a L半水煤氣,T2溫度下氫氣的體積分?jǐn)?shù)φ(H2)隨時間的變化曲線。 (2)步驟Ⅱ,用飽和Na2CO3溶液作吸收劑脫除CO2時,初期無明顯現(xiàn)象,后期有固體析出。 ①溶液中離子濃度關(guān)系正確的是　　　(選填字母)。  a.吸收前:c(Na+)>c(C)>c(OH-)>c(HC) b.吸收初期:2c(C)+2c(HC)+2c(H2CO3)=c(Na+) c.吸收全進(jìn)程:c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(HC)+c(OH-) ②后期析出固體的成分及析出固體的原因是  　。  ③當(dāng)吸收劑失效時,請寫出一種可使其再生的方法(用化學(xué)方程式表示):　 。  11.從古至今,鐵及其化合物在人類生產(chǎn)、生活中的作用發(fā)生了巨大變化。 (1)古代中國四大發(fā)明之一的司南是由天然磁石制成的,其主要成分是　　　(填字母序號)。  a.Fe　　　　b.FeO　　　　c.Fe3O4　　　　d.Fe2O3 (2)現(xiàn)代利用鐵的氧化物循環(huán)裂解水制氫氣的過程如下圖所示。整個過程與溫度密切相關(guān),當(dāng)溫度低于570 ℃時,Fe3O4(s)和CO(g)反應(yīng)得到的產(chǎn)物是Fe(s)和CO2(g),阻礙循環(huán)反應(yīng)的進(jìn)行。 ①已知:Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g) ΔH1=+19.3 kJ·mol-1 3FeO(s)+H2O(g) Fe3O4(s)+H2(g) ΔH2=-57.2 kJ·mol-1 C(s)+CO2(g) 2CO(g)　ΔH3=+172.4 kJ·mol-1 鐵的氧化物循環(huán)裂解水制氫氣的總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②下圖表示其他條件一定時,Fe3O4(s)和CO(g)反應(yīng)達(dá)平衡時CO(g)的體積百分含量隨溫度的變化關(guān)系。 ⅰ.反應(yīng)Fe3O4(s)+4CO(g) 3Fe(s)+4CO2(g)的ΔH　　　　0(填“>”“<”或“=”),理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ⅱ.隨溫度升高,反應(yīng)Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g)的平衡常數(shù)的變化趨勢是　　　　　;1 040 ℃時,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)值是　　　　。  (3)①古老而神奇的藍(lán)色染料普魯士藍(lán)的合成方法如下: 復(fù)分解反應(yīng)ⅱ的離子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ② 如今基于普魯士藍(lán)合成原理可檢測食品中的CN-,方案如下: 若試紙變藍(lán),則證明食品中含有CN-,請解釋檢測時試紙中FeSO4的作用: 　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案精解精析 A組　基礎(chǔ)題組 1.A　根據(jù)蓋斯定律,由2×①-4×②可得目標(biāo)方程式,則ΔH=(-546.45 kJ/mol)×2+44.0 kJ/mol×4=-916.9 kJ/mol。 2.C　A項(xiàng),根據(jù)圖像知,該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,屬于放熱反應(yīng),則a<0;B項(xiàng),加入催化劑,能夠降低反應(yīng)的活化能,因此過程Ⅱ可能使用了催化劑;C項(xiàng),使用催化劑,平衡不移動,不能提高SO2的平衡轉(zhuǎn)化率;D項(xiàng),該反應(yīng)為放熱反應(yīng),則反應(yīng)物斷鍵吸收能量之和小于生成物成鍵釋放能量之和。 3.D　A項(xiàng),氧化鈣與水反應(yīng)是放熱反應(yīng);B項(xiàng),鐵絲在氧氣中燃燒是放熱反應(yīng);C項(xiàng),氫氧化鈉與鹽酸發(fā)生中和反應(yīng),屬于放熱反應(yīng);D項(xiàng),Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。 4.C　A項(xiàng),由蓋斯定律知,ΔH1+ΔH2=ΔH;B項(xiàng),I-是H2O2分解反應(yīng)的催化劑;C項(xiàng),分解2 mol H2O2(l)放出98 kJ熱量;D項(xiàng),生成1 mol O2,反應(yīng)ⅱ轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2 mol。 5.A　B項(xiàng),核素是指具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子,轉(zhuǎn)化②中S和O2屬于單質(zhì),不是核素;C項(xiàng),CO2與SO2都能使澄清石灰水變渾濁,不能用澄清石灰水鑒別;D項(xiàng),利用蓋斯定律,由反應(yīng)①-反應(yīng)②可得,2CO(g)+SO2(g) S(s)+2CO2 (g)　ΔH=-270 kJ/mol。 6.C　A項(xiàng),二甲醚與乙醇的分子式相同,但結(jié)構(gòu)不相同,互為同分異構(gòu)體;B項(xiàng),CH3OCH3中只含有C—H、C—O極性共價鍵;C項(xiàng),CH3OH不能發(fā)生消去反應(yīng);D項(xiàng),將已知熱化學(xué)方程式依次編號為①、②、③,根據(jù)蓋斯定律,由①×2+②+③得:3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)　ΔH=-248.4 kJ/mol。 7.D　A項(xiàng),由左圖可知,反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,故NH3催化還原NO的反應(yīng)為放熱反應(yīng);B項(xiàng),過程Ⅰ中NH3斷裂的是N—H極性鍵;C項(xiàng),過程Ⅱ中鐵元素的化合價沒有變,Fe2+不是還原劑;D項(xiàng),分析反應(yīng)的過程,可以得出總反應(yīng)為:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g)。 8.D　A項(xiàng),ΔH與反應(yīng)條件無關(guān),故點(diǎn)燃條件和光照條件下,反應(yīng)的ΔH相同;B項(xiàng),依據(jù)反應(yīng)熱的計算方法知,該反應(yīng)的ΔH約為(a+b-2c) kJ/mol;C項(xiàng),由于舊鍵斷裂吸熱,新鍵形成放熱,所以“假想的中間物質(zhì)”的總能量高于起始狀態(tài)H2和Cl2的總能量;D項(xiàng),反應(yīng)涉及的物質(zhì)中,H2和Cl2都含有非極性共價鍵,HCl含有極性共價鍵。 B組　提升題組 9.C　A項(xiàng),CO和O生成CO2是放熱反應(yīng);B項(xiàng),觀察反應(yīng)過程的示意圖知,該過程中,CO中的化學(xué)鍵沒有斷裂形成C和O;C項(xiàng),CO和O生成的CO2分子中含有極性共價鍵;D項(xiàng),狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O反應(yīng)的過程。 10.答案　(1)①CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH=-36 kJ·mol-1 ②ⅰ.T2>T1;相同條件下,溫度越高反應(yīng)速率越快,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的時間越短 ⅱ.如圖中虛線: (2)①ac ②碳酸氫鈉;碳酸氫鈉的溶解度比碳酸鈉的小,依據(jù)反應(yīng)Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3可知,水的質(zhì)量減小,溶質(zhì)質(zhì)量增大 ③2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O 解析　(1)①根據(jù)能量變化示意圖可知,熱化學(xué)方程式為CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH=-36 kJ·mol-1; ②ⅰ.相同條件下,溫度越高,反應(yīng)速率越快,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的時間越短,故溫度:T2>T1; ⅱ.其他條件相同,T2溫度下起始充入0.5a L半水煤氣,最終平衡與起始充入a L半水煤氣時等效,平衡時φ(H2)不變,但因濃度降低,所以反應(yīng)速率下降,達(dá)到平衡的時間延長; (2)①a項(xiàng),吸收前,溶質(zhì)為Na2CO3,c(Na+)最大,其次為c(C),由H2O H++OH-和C+H2O HC+OH-可知,c(OH-)比c(HC)略大,故c(Na+)>c(C)>c(OH-)>c(HC);b項(xiàng),CO2被吸收后,溶液中鈉元素和碳元素的物質(zhì)的量之比不再為2∶1;c項(xiàng),吸收全進(jìn)程中,溶液中均存在電荷守恒,即c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(HC)+c(OH-); ②相同溫度下,NaHCO3溶解度小于Na2CO3,飽和Na2CO3溶液吸收CO2后,水的質(zhì)量減小,溶質(zhì)質(zhì)量增大,故會有NaHCO3固體析出; ③吸收劑失效后轉(zhuǎn)化為NaHCO3,NaHCO3受熱易分解,故通過加熱可實(shí)現(xiàn)吸收劑再生,即2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O。 11.答案　(1)c (2)①C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g) ΔH=+134.5 kJ·mol-1 ②ⅰ.<　當(dāng)其他條件一定時,溫度升高,CO的體積百分含量增大,即平衡Fe3O4(s)+4CO(g) 3Fe(s)+4CO2(g)逆向移動,故ΔH<0 ⅱ.增大　4 (3)①3[Fe(CN)6]4-+4Fe3+ Fe4[Fe(CN)6]3↓ ②堿性條件下,Fe2+與CN-結(jié)合生成[Fe(CN)6]4-;Fe2+被空氣中的O2氧化生成Fe3+;[Fe(CN)6]4- 與Fe3+反應(yīng)生成普魯士藍(lán)使試紙顯藍(lán)色 解析　(1)具有磁性的物質(zhì)為四氧化三鐵(Fe3O4)。 (2)①根據(jù)循環(huán)反應(yīng)轉(zhuǎn)化圖可知,總反應(yīng)為C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g),其焓變ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=+134.5 kJ·mol-1; ②ⅰ.溫度低于570 ℃時,發(fā)生反應(yīng)Fe3O4(s)+4CO(g) 3Fe(s)+4CO2(g),當(dāng)其他條件一定時,溫度升高,CO的體積百分含量增大,說明平衡逆向移動,故ΔH<0; ⅱ.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故隨著溫度的升高平衡常數(shù)增大;反應(yīng)后CO的體積百分含量為20%,則CO2的體積百分含量為80%,故該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(CO2)/c(CO)=4。