新高考新教材广西专版2024届高考化学二轮总复习专题突破练8化学反应的热效应B

这是一份新高考新教材广西专版2024届高考化学二轮总复习专题突破练8化学反应的热效应B，共5页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.(2023广东广州二中模拟)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )。
A.若2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·ml-1,则H2的燃烧热为-241.8 kJ·ml-1
B.若C(石墨,s)C(金刚石,s) ΔH>0,则石墨比金刚石稳定
C.已知NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ·ml-1,则20.0 g NaOH固体与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量
D.已知2C(s)+2O2(g)2CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
2.我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH”“”“T2,试说明理由 。
Ⅱ.用催化剂Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成乙烯的过程中,还会生成CH4、C3H6、C4H8等副产物,若在催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性(选择性指的是转化的CO2中生成C2H4的百分比)。在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表:
(4)欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加 助剂效果最好;加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是 。
专题突破练八 化学反应的热效应(B)
一、选择题
1.B 解析 所给热化学方程式中水的状态不是液态,所以不能确定氢气的燃烧热数值,A项错误;物质的能量越低越稳定,由石墨转化为金刚石为吸热反应,可知石墨的能量低于金刚石的能量,所以石墨比金刚石稳定,B项正确;氢氧化钠固体溶于水时会放出大量的热,所以20.0gNaOH固体与稀盐酸完全中和时,放出的热量大于28.7kJ,C项错误;ΔH1为碳单质完全燃烧时的反应热,ΔH2为碳单质不完全燃烧时的反应热,燃烧反应为放热反应,所以ΔH均为负值,所以ΔH1小于ΔH2,D项错误。
2.C 解析 催化剂参与化学反应,在反应前后质量和化学性质不变,A项正确;根据图示,图中过程Ⅰ、过程Ⅱ共断裂了2个O—H,B项正确;根据图示,在该反应过程中,总共消耗了1个H2O分子,C项错误;某些杂质可能使催化剂失去活性,所以原料气需要净化以防止催化剂中毒,D项正确。
3.C 解析 焓变等于生成物总能量减去反应物总能量,所以N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g) ΔH=(x-y)kJ·ml-1,A项正确;根据盖斯定律,N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2,B项正确;催化剂只能降低反应活化能,使用更高效的催化剂,ΔH的值不变,C项错误;N2分子中存在氮氮三键,CO2分子中存在碳氧双键,原子均达到8电子稳定结构,D项正确。
4.B 解析 根据图示,该过程中最大能垒(活化能)E正=16.87kJ·ml-1-(-1.99kJ·ml-1)=18.86kJ·ml-1,A项错误;化合物1与二氧化碳反应生成化合物2的过程中存在碳氧键的断裂和碳氢键的形成,B项正确;化合物2与H2O反应变成化合物3与HCOO-的反应放热,升高温度,平衡逆向移动,降低化合物2与H2O反应变成化合物3与HCOO-的转化率,C项错误;使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能,加大反应速率,催化剂不能使平衡移动,所以CO2的转化率不变,D项错误。
二、非选择题
5.答案 (1)2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1 452.8 kJ·ml-1
(2)> (3)-93 (4)+226.7 kJ·ml-1
解析 (1)5g液态甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量,则1ml甲醇(即32g甲醇)充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出=726.4kJ的热量,2ml甲醇充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出726.4kJ×2=1452.8kJ的热量,所以甲醇燃烧的热化学方程式为2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1452.8kJ·ml-1。
(2)气态水转化为液态水要放出热量,由于放热反应的反应热为负值,则a>b。
(3)ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=945kJ·ml-1+436kJ·ml-1×3-391kJ·ml-1×6=-93kJ·ml-1=akJ·ml-1,因此a=-93。
(4)已知:①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·ml-1,②2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH2=-571.6kJ·ml-1,③2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-2599kJ·ml-1,根据盖斯定律,[①×4+②-③]÷2得到反应的热化学方程式为2C(s)+H2(g)C2H2(g) ΔH=[-393.5kJ·ml-1×4-571.6kJ·ml-1-(-2599kJ·ml-1)]÷2=+226.7kJ·ml-1。
6.答案 (1)-92 2N*+6H*2N(或N*+3H*N)
(2)
解析 (1)由图可知,合成氨反应为放热反应,反应的反应热ΔH=-(500-308-100)kJ·ml-1=-92kJ·ml-1,则a=-92;反应的活化能越大,反应速率越小,总反应速率取决于最慢的一步,由图可知,2N*、6H*转为2N时,反应的活化能最大,反应速率最小,则对总反应速率影响较大的步骤的化学方程式为2N*+6H*2N(或N*+3H*N)。
(2)由化学方程式可知,氮气和氢气按照体积比1∶3充入密闭容器合成氨时,容器中氮气和氢气的体积比恒定为1∶3,反应达到平衡状态时体系中氨的体积分数为60%,则氮气的体积分数为(1-60%)×=10%,氢气的体积分数为(1-60%)×=30%,化学平衡常数Kp=。
7.答案 (1)吸热 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·ml-1
(2)
(3)①> ②不能,因为温度不同,催化剂的活性不同,对反应速率造成的影响不同
(4)K 助剂K降低了生成乙烯的反应所需要的活化能,增大乙烯生成速率而对其他副反应的速率几乎无影响
解析 Ⅰ.(1)NNH3的过程为脱附,由题图可知,氨脱附后能量升高,则氨的脱附是吸热过程,由能量图可知,ml和mlH—H被分解生成1mlN和3mlH时吸收(21-17)kJ的能量、1mlN和3mlH生成1mlNH3(g)时放出50kJ的能量,则ml和mlH—H生成1ml氨需要放出46kJ的能量,可得合成氨反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ·ml-1。
(2)当平衡时,合成氨的瞬时总速率w=k1·p(N2)-k2=0,则k1·p(N2)=k2·,得合成氨反应N2+3H22NH3的平衡常数Kp=。
(3)①T2温度下反应进行到某时刻,测得容器内气体的压强为起始时的80%,则此时
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
2.06.00
1.03.02.0
1.03.02.0
平衡时气体总量为(1.0+3.0+2.0)ml=6.0ml,平衡时气体的压强是起始时的×100%=75%,合成氨是气体体积减小的反应,随着反应的进行,容器内压强降低,若某时刻,容器内气体的压强为起始时的80%,说明反应未平衡,反应正向进行,则v正>v逆。
②虽然反应时使用同一催化剂,都是将2.0mlN2和6.0mlH2通入容积为1L的密闭容器中,但分别在T1和T2温度下进行反应。不能根据图示信息判断温度的相对大小,因为温度不同,催化剂的活性不同,对反应速率造成的影响不同。
Ⅱ.(4)由表中数据可知,Na的其他副反应占比大,Cu的CO2转化率低,兼顾乙烯的产率、CO2转化率和对副反应的影响,选择添加K助剂效果最好,不仅能提高单位时间内乙烯产量,并且其他副反应占比小。化学键
H—H
N—H
N≡N
436
391
945
助剂
CO2转化率(%)
各产物在所有产物中的占比(%)
C2H4
C3H6
其他
Na
42.5
35.9
39.6
24.5
K
27.2
75.6
22.8
1.6
Cu
9.8
80.7
12.5
6.8