2019年高考化学:化学反应与能量变化专题复习

2019年高考化学:化学反应与能量变化

专题复习

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【名师精讲指南篇】 【高考真题再现】

1.【2018北京卷】我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。

该历程示意图如下。

下列说法不正确的是 ( ) ...A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100% B.CH4→CH3COOH过程中,有C―H键发生断裂 C.①→②放出能量并形成了C―C键 D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 【答案】D

【解析】分析:A项,生成CH3COOH的总反应为CH4+CO2

CH3COOH,原子利用率为100%;B项,

CH4选择性活化变为①过程中,有1个C-H键发生断裂;C项,根据图示,①的总能量高于②的总能量,①→②放出能量并形成C-C键;D项,催化剂只影响化学反应速率,不影响化学平衡,不能提高

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平衡转化率。

详解:A项,根据图示CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH,总反应为CH4+CO2

CH3COOH,

只有CH3COOH一种生成物,原子利用率为100%,A项正确;B项,CH4选择性活化变为①过程中,有1个C-H键发生断裂,B项正确;C项,根据图示,①的总能量高于②的总能量,①→②放出能量,对比①和②,①→②形成C-C键,C项正确;D项,催化剂只影响化学反应速率,不影响化学平衡,不能提高反应物的平衡转化率,D项错误;答案选D。

点睛:本题考查原子利用率、化学反应的实质、化学反应中的能量变化、催化剂对化学反应的影响,解题

的关键是准确分析示意图中的信息。注意催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,催化剂不能改变ΔH、不能使化学平衡发生移动。

2.【2017江苏卷】通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3 )。下列说法不正确的是 ( ) ...

①C(s) + H2O(g)②CO(g) + H2O(g)③CO2 (g) + 3H2 (g)④2CH3OH(g)

CO(g) + H2 (g)

ΔH1 = a kJ·mol?1

ΔH 2 = b kJ·mol?1

ΔH 3 = c kJ·mol?1 ΔH 4 = d kJ·mol?1

CO2 (g) + H2 (g)

CH3OH(g) + H2O(g) CH3OCH3 (g) + H2O(g)

A.反应①、②为反应③提供原料气 B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一 C.反应CH3OH(g)

11dCH3OCH3 (g) +H2O(l)的ΔH =kJ·mol?1 222CH3OCH3 (g) + H2O(g)的ΔH = ( 2b + 2c + d ) kJ·mol?1

D.反应 2CO(g) + 4H2 (g) 【答案】C

【解析】A.反应①、②的生成物CO2和H2是反应③的反应物,A正确;B.反应③可将二氧化碳转化为

甲醇,变废为宝,B正确;C.4个反应中,水全是气态,没有给出水由气态变为液态的焓变,所以C错误;D.把反应②③④三个反应按(②+③)

2+④可得该反应及对应的焓变,D正确。

【名师点睛】本题以合成新能源二甲醚为背景,考查学生对简单化工流程的反应原理、能量的转化关系、

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化学反应焓变的概念、盖斯定律的运用等知识的掌握和理解程度,同时关注了节能减排、工业三废资源化处理、开发利用新能源等社会热点问题。

3.【2017新课标1卷】(14分)(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的

反应系统原理。

通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为________________、______________,制得等量H2所需能量较少的是_____________。

【答案】(2)H2O(l)=H2(g)+

系统(II)

【解析】(2)①H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l)+

1O2(g) ΔH=+286 kJ/mol 2H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ/mol

1O2(g) △H1=+327 kJ/mol 2②SO2(g)+I2(s)+ 2H2O(l)=2HI(aq)+ H2SO4(aq) △H2=-151 kJ/mol ③2HI(aq)= H2 (g)+ I2(s) △H3=+110 kJ/mol ④H2S(g)+ H2SO4(aq)=S(s)+SO2(g)+ 2H2O(l) △H4=+61 kJ/mol ①+②+③,整理可得系统(I)的热化学方程式H2O(l)=H2(g)+

1O2(g) △H=+286 kJ/mol; 2②+③+④,整理可得系统(II)的热化学方程式H2S (g)=H2(g)+S(s) △H=+20 kJ/mol。

根据系统I、系统II的热化学方程式可知:每反应产生1mol氢气,后者吸收的热量比前者少,所以制取等量的H2所需能量较少的是系统II。 4.【2017新课标2卷】(14分)

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丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题: (1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:

①C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) ΔH1 已知:②C4H10(g)+

③H2(g)+

1O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=?119 kJ·mol?1 21O2(g)= H2O(g) ΔH3=?242 kJ·mol?1 2反应①的ΔH1为________kJ·mol?1。 【答案】(1)+123

【解析】(1)根据盖斯定律,用②式?③式可得①式,因此ΔH1=ΔH2?ΔH3=?119 kJ/mol +242 kJ/mol =+123

kJ/mol。

5.【2017新课标3卷】(14分) (3)已知:As(s)+

H2(g)+

3H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) ΔH1 21O2(g)=H2O(l) ΔH2 252As(s)+O2(g) =As2O5(s) ΔH3

2则反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH =_________。 【答案】(3)2△H1-3△H2-△H3

【解析】(3)根据盖斯定律,热化学反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)可以由反应①×2-反应②×3-反应

③转化得到,则2△H1-3△H2-△H3。

6.【2017天津卷】(3)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应,生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物,放热4.28 kJ,该反应的热化学方程式为__________。 【答案】(3)2Cl2(g)+ TiO2(s)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=?85.6 kJ·mol?1

【解析】(3)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应,生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化

合物,放热4.28 kJ,配平方程式,可知2 mol Cl2反应放热85.6 kJ·mol?1,由此可得该反应的热化学方

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程式为2Cl2(g)+ TiO2(s)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=?85.6 kJ·mol?1。

7.【2018新课标1卷】采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到

广泛应用。回答下列问题

(2)已知:2N2O5(g)=2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=?4.4 kJ·mol?1

2NO2(g)=N2O4(g) ΔH 2=?55.3 kJ·mol?1 则反应N2O5(g)=2NO2(g)+ 【答案】 O2 53.1 【解析】(2)①已知:

ⅰ、2N2O5(g)=2N2O4(g)+O2(g) △H1=-4.4kJ/mol ⅱ、2NO2(g)=N2O4(g) △H2=-55.3kJ/mol

根据盖斯定律可知ⅰ÷2-ⅱ即得到N2O5(g)=2NO2(g)+1/2O2(g) △H1=+53.1kJ?mol ̄1。

8.【2018新课标2卷】CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重

要意义。回答下列问题:

(1)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。

已知:C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol?1 C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol?1 C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol?1 该催化重整反应的ΔH==______ kJ·mol?1。 【答案】 247 【解析】(1)已知:

①C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol?1 ②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol?1 ③C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol?1

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1O2(g)的ΔH=_______ kJ·mol?1。 2

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