2023届高考化学二轮复习题型1化学反应原理综合题突破练含解析

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二、非选择题突破篇　5类核心
非选题型必须要破解!
题型1:化学反应原理综合题


反应热计算的几种类型

【典例】(1)(2022·全国乙卷节选)油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢,需要回收处理并加以利用。回答下列问题:
已知下列反应的热化学方程式:
①2H2S(g)+3O2(g)===2SO2(g)+2H2O(g)
ΔH1=-1 036 kJ·mol-1
②4H2S(g)+2SO2(g)===3S2(g)+4H2O(g)
ΔH2=94 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)　ΔH3=-484 kJ·mol-1
计算H2S热分解反应④2H2S(g)===S2(g)+2H2(g)的ΔH4=________kJ·mol-1。 
(2)(2022·广东选择考节选)Cr2O3催化丙烷脱氢过程中,部分反应历程如图,X(g)→Y(g)过程的焓变为__________________________(列式表示)。 

【审答思维】题干划线部分关键信息解读
关键信息
答题思维
多步反应
分步反应通过加减运算可得到H2S分解反应,即:(①+②)×13-③,可得关系式:ΔH4=
____________________ 
部分反应历程
如图X(g)→Y(g)分三步完成,且ΔH1=(E1-E2),ΔH2=ΔH　ΔH3=(E3-E4),根据盖斯定律可知,X(g)→Y(g)的焓变为ΔH1+ΔH2+ΔH3=____________________ 
【失分警示】(1)不会应用盖斯定律计算反应热,从而在第(1)问中错答ΔH。
(2)不能根据反应历程得出各步反应的反应热,从而不能得出第(2)问中的焓变。

计算反应热的常用方法
1.根据反应物和生成物的能量计算
ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量
2.根据反应物和生成物的键能计算
ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和
3.根据反应的活化能计算
ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能
4.利用盖斯定律计算反应热的两种方法
(1)虚拟途径法:先根据题意虚拟转化过程,然后根据盖斯
定律列式求解,即可求得待求反应的反应热。
(2)加和法:将所给热化学方程式适当加减得到所求的热
化学方程式,反应热也作相应的加减运算。

1.(叠加型)烟气脱硫脱硝技术是环境科学研究的热点。某小组模拟O3氧化结合(NH4)2SO3溶液吸收法同时脱除SO2和NO的过程示意图如下。

气体反应器中的主要反应原理及相关数据如下表。
反应
ΔH
反应a:2O3(g)3O2(g)
ΔH1=-286.6 kJ·mol-1
反应b:NO(g)+O3(g)
NO2(g)+O2(g)
ΔH2=-200.9 kJ·mol-1
反应c:SO2(g)+O3(g)
SO3(g)+O2(g)
ΔH3
已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-196.6 kJ·mol-1,则ΔH3=____________。 
2.(键能型)绿色能源是未来能源发展的重要方向,氢能是重要的绿色能源。
(1)氢气是一种环保的气体,不会污染大气且热值高。相关化学键的键能表示如下:
化学键
O=O
H—H
O—H
键能E/(kJ·mol-1)
a
b
c
则H2(g)+12O2(g)===H2O(g)　ΔH1 =__________________kJ·mol-1(用含a、b、c代数式表示)。 
(2)催化制氢是目前大规模制取氢气的方法之一:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
ΔH2=-41.2 kJ·mol-1
在T1℃时,将0.10 mol CO与0.40 mol H2O充入5 L的容器中,反应平衡后H2的物质的量分数x(H2)=0.08。反应放出的热量为________kJ。 
3.(流程型)“碳中和”是指将人类经济社会活动所必需的碳排放,通过植树造林和其他人工技术或工程加以捕集利用或封存,从而使排放到大气中的二氧化碳净增量为零。下列各项措施能够有效促进“碳中和”。

回答下列问题:
将CO2转化为炭黑进行回收利用,反应原理如图所示。
(1)从能量角度分析FeO的作用是__。 
(2)写出炭黑和氧气转化为CO2的热化学方程式:______________。 
4.(历程型)以NH3、CO2为原料生产重要的高效氮肥——尿素CO(NH2)2,两步反应的能量变化示意图如下:

2NH3(g)+CO2(g)===H2O(g)+CO(NH2)2(s)的ΔH=__________________(用Ea1、Ea2、Ea3、Ea4表示)。已知Ea1”“=”或“”“0,由自发进行的判据ΔG=ΔH-TΔSb;其他条件相同时,增大一种反应物的量,另一种反应物转化率增大,由图可知,乙的甲烷平衡转化率大,则乙中混合气的总物质的量大,b、c点甲烷转化率相同,生成氢气的量相同,则H2的体积分数最小的是b;
(4)二甲醚的选择性为90%,则转化为二甲醚消耗CO的物质的量为1 mol×80%×90%=0.72 mol,则副反应消耗CO的物质的量为1×80%-0.72=0.08 mol,列三段式:
　　　　　　3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)
起始量/mol 1 1 0 0
转化量/mol 0.72 0.72 0.24 0.24
平衡量/mol 0.28 0.28 0.24 0.24、
　　　　　　2H2(g)+CO(g)　　CH3OH(g)
起始量/mol 0.28 0.28 0
变化量/mol 0.16 0.08 0.08
平衡量/mol 0.12 0.2 0.08,
H2的平衡转化率为0.72+0.161×100%=88%,平衡时的总压强为20 MPa,该温度下副反应的化学平衡常数Kp=p(CH3OH)p(CO)·p2(H2)=0.080.88×200.20.88×20×(0.120.88×20)2 MPa-2。
答案:(1)高温　 -890.2 kJ·mol-1
(2)①　适当升高温度、增大CO2浓度
(3)① 2.25　② b　(4)88%　0.080.88×200.20.88×20×(0.120.88×20)2
2.【解析】(1)已知反应Ⅰ CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+ 2H2O(g)　ΔH1=-156.9 kJ·mol-1;反应Ⅱ CO2(g)+H2(g)CO(g)+ H2O(g)　ΔH2=+41.1 kJ·mol-1;反应Ⅲ 2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH3=-395.6 kJ·mol-1 ;根据盖斯定律,2×Ⅲ-Ⅰ得CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=(-395.6 kJ·mol-1)×2- (-156.9 kJ·mol-1)=-634.3 kJ·mol-1;(2)加氢合成甲烷时,通常控制温度为500 ℃左右,其原因为该温度下有较高的化学反应速率,催化剂活性最高;
(3)①根据三段式可知:
　　　　　　　CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始浓度
(mol·L-1) 1 3　 0 0
变化浓度
(mol·L-1) 0.6 1.8 0.6 0.6
平衡浓度
(mol·L-1) 0.4 1.2 0.6 0.6
该反应的平衡常数K=0.6×0.60.4×1.23≈0.5;
②反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-49 kJ·mol-1为放热反应,降低温度,平衡正向移动,CO2平衡转化率增大;及时将CH3OH分离,平衡正向移动,CO2平衡转化率增大;③该反应为放热反应,升高温度,根据勒夏特列原理,平衡向逆反应方向进行,平衡常数减小,根据图像可知,曲线m表示平衡常数与温度T之间的变化关系;④根据图2可知,c 的温度高于a点,温度高,反应速率快,即v(a)逆