北京曲一線圖書策劃有限公司2024版《5年高考3年模擬》A版第第頁專題九化學反應的熱效應1.下列說法正確的是()A.焓的大小受體系的溫度、壓強等因素的影響B(tài).化學反應的反應熱等于反應前后體系的焓的變化C.濃硫酸溶于水是放熱反應D.放熱反應的實質為形成新化學鍵釋放的能量小于破壞舊化學鍵吸收的能量答案A焓的大小取決于物質的種類、數(shù)量、聚集狀態(tài)并受溫度、壓強等因素的影響,A正確;在等壓反應中,如果反應中物質的能量變化沒有以電能、光能等其他形式的能量發(fā)生轉化,則該反應的反應熱等于反應前后體系的焓的變化,B錯誤;濃硫酸溶于水會放出熱量,但是物理變化,不是化學反應,C錯誤;放熱反應的實質為形成新化學鍵釋放的能量大于破壞舊化學鍵吸收的能量,D錯誤。2.某科研人員用下列流程實現(xiàn)了太陽能的轉化與存儲。反應Ⅰ:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)ΔH1=+551kJ·mol-1反應Ⅱ:3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s)ΔH2=-254kJ·mol-1則能表示S(s)的燃燒熱的熱化學方程式中的ΔH為()A.-297kJ·mol-1B.-605kJ·mol-1C.+43kJ·mol-1D.-43kJ·mol-1答案A根據(jù)蓋斯定律,反應Ⅰ+反應Ⅱ得到SO2(g)O2(g)+S(s)ΔH=+551kJ·mol-1+(-254kJ·mol-1)=+297kJ·mol-1,則表示S(s)的燃燒熱的熱化學方程式為S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH=-297kJ·mol-1,故A符合題意。能力提升運用蓋斯定律的技巧——“三調一加”一調:根據(jù)目標熱化學方程式,調整已知熱化學方程式中反應物和生成物的左右位置,改寫已知的熱化學方程式。二調:根據(jù)改寫的熱化學方程式調整相應ΔH的符號。三調:調整中間物質的化學計量數(shù)。一加:將調整好的熱化學方程式及其ΔH加起來。3.以TiO2為催化劑的光熱化學循環(huán)分解CO2反應為溫室氣體減排提供了一個新途徑,該反應的機理及各分子化學鍵完全斷裂時的能量變化如圖所示。下列說法正確的是()A.過程①中鈦氧鍵斷裂會釋放能量B.該反應中,光能和熱能轉化為化學能C.使用TiO2作催化劑可以降低反應的焓變,從而提高化學反應速率D.CO2分解反應的熱化學方程式為2CO2(g)2CO(g)+O2(g)ΔH=+30kJ/mol答案B化學鍵斷裂需要吸收能量,過程①中鈦氧鍵斷裂會吸收能量,A錯誤;根據(jù)圖示,該反應以TiO2為催化劑、光和熱存在的條件下分解CO2生成CO和O2,該反應中,光能和熱能轉化為化學能,B正確;催化劑通過降低反應的活化能提高化學反應速率,不能降低反應的焓變,C錯誤;ΔH=反應物總鍵能-生成物總鍵能,CO2分解反應的熱化學方程式為2CO2(g)2CO(g)+O2(g)ΔH=[1598×2-(1072×2+496)]kJ/mol=+556kJ/mol,D錯誤。4.聯(lián)氨(N2H4)常溫下為無色液體,可用作火箭燃料。下列說法不正確的是()①2O2(g)+N2(g)N2O4(l)ΔH1②N2(g)+2H2(g)N2H4(l)ΔH2③O2(g)+2H2(g)2H2O(g)ΔH3④2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g)ΔH4=-1048.9kJ·mol-1A.ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1B.O2(g)+2H2(g)2H2O(l)ΔH5,ΔH5>ΔH3C.1molO2(g)和2molH2(g)具有的總能量高于2molH2O(g)D.聯(lián)氨和N2O4作為火箭推進劑的原因之一是反應放出大量的熱且產(chǎn)物無污染答案B根據(jù)蓋斯定律計算2×③-2×②-①得到④,則ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1,A項正確;O2(g)+2H2(g)2H2O(g)ΔH3,O2(g)+2H2(g)2H2O(l)ΔH5,氣態(tài)水變?yōu)橐簯B(tài)水過程中放出熱量,焓變?yōu)樨撝?則ΔH5<ΔH3,B項錯誤;由于O2(g)+2H2(g)2H2O(g)為放熱反應,ΔH3<0,反應物的總能量高于生成物的總能量,即1molO2(g)和2molH2(g)具有的總能量高于2molH2O(g),C項正確;根據(jù)2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g)ΔH4=-1048.9kJ·mol-1可知,反應放出大量熱,生成的氮氣和水蒸氣對環(huán)境無污染,D項正確。5.“綠水青山就是金山銀山”,研究消除氮氧化物污染對建設美麗家鄉(xiāng),打造宜居環(huán)境有重要意義。已知:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH1=-114kJ·mol-1C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH2=-393.5kJ·mol-1N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH3=+181kJ·mol-1若某反應的平衡常數(shù)表達式為K=c(N2答案2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH=-854kJ·mol-1解析2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH1=-114kJ·mol-1①C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH2=-393.5kJ·mol-1②N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH3=+181kJ·mol-1③若某反應的平衡常數(shù)表達式為K=c(N2)·c2(CO2)c2(NO2),則該反應為2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g),根據(jù)蓋斯定律,將②×2-①-③得目標化學方程式,則ΔH6.天然氣的主要成分是甲烷,下列能表示甲烷燃燒熱的熱化學方程式是()A.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-802.3kJ·mol-1B.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ·mol-1C.12CH4(g)+O2(g)12CO2(g)+H2O(l)ΔH=-445.15kJ·molD.CH4(g)+32O2(g)CO(g)+2H2O(l)ΔH=-607.3kJ·mol-1答案B燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成指定產(chǎn)物所放出的熱量,1molCH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)水,所以表示甲烷燃燒熱的熱化學方程式為CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ·mol-1,故選B。歸納總結判斷熱化學方程式正誤的“五看”一看狀態(tài):看各物質的聚集狀態(tài)是否正確;二看符號:看ΔH的“+”“-”是否正確;三看單位:看反應熱的單位是否為kJ/mol或kJ·mol-1;四看數(shù)值:看反應熱數(shù)值與化學計量數(shù)是否相對應;五看概念:看考查的是燃燒熱還是中和反應的反應熱的熱化學方程式。7.二氧化硫的催化氧化是工業(yè)制硫酸的關鍵一步:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-196.6kJ·mol-1,反應過程中的能量變化如圖所示。下列有關二氧化硫催化氧化反應的說法正確的是()A.圖中A表示2molSO2(g)的能量,C表示2molSO3(g)的能量B.充入過量O2、增大壓強或降低溫度,都能提高SO2的平衡轉化率C.使用催化劑能改變Ea的大小,從而改變該反應的反應熱D.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)的活化能為196.6kJ·mol-1答案B該反應是放熱反應,題圖中A表示反應物的總能量,即表示2molSO2(g)和1molO2(g)的總能量,A錯誤;充入過量O2、增大壓強或降低溫度,均能使平衡正向移動,都能提高SO2的平衡轉化率,B正確;使用催化劑可改變Ea的大小,但始態(tài)、終態(tài)不改變,反應熱不變,C錯誤;ΔH=正反應的活化能-逆反應的活化能=-196.6kJ·mol-1,則逆反應的活化能不是196.6kJ·mol-1,D錯誤。知識歸納計算ΔH的兩個公式:ΔH=反應物總鍵能-生成物總鍵能,ΔH=正反應的活化能-逆反應的活化能。8.我國提出了2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和的“雙碳”目標。二氧化碳催化加氫合成CH3OH是一種實現(xiàn)“雙碳”目標的有效方法,其主要反應的熱化學方程式如下:反應Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.0kJ·mol-1反應Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.0kJ·mol-1下列說法正確的是()A.1個固態(tài)CO2晶胞(如圖)中含14個CO2分子B.反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=+90.0kJ·mol-1C.用E表示鍵能,反應Ⅰ的ΔH=3E(C—H)+E(C—O)+3E(O—H)-2E(CO)-3E(H—H)D.CH3OH能與水互溶,主要原因是CH3OH與H2O形成分子間氫鍵答案D利用均攤法計算,根據(jù)晶胞圖可知,1個固態(tài)CO2晶胞中含有的CO2分子數(shù)為8×18+6×12=4,A錯誤;根據(jù)蓋斯定律,反應Ⅰ-反應Ⅱ得CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=[(-49.0)-(+41.0)]kJ·mol-1=-90.0kJ·mol-1,B錯誤;ΔH=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和=2E(CO)+3E(H—H)-3E(C—H)-E(C—O)-3E(O—H),C錯誤;CH3OH與水互溶,主要原因是CH3OH與H2O能形成分子間氫鍵,D正確。9.海帶可用于提取碘,I-易被氧化為I2,如2Fe3++2I-2Fe2++I2;I2與H2發(fā)生反應:H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH1<0。下列有關反應H2(g)+I2(g)2HI(g)的說法正確的是()A.2E(H—I)-E(H—H)-E(I—I)<0(E表示鍵能)B.體系中c(H2)∶c(I2)∶c(HI)=1∶1∶2,說明該反應達到平衡狀態(tài)C.增大壓強,正、逆反應速率均不變,化學平衡不移動D.反應H2(g)+I2(s)2HI(g)的ΔH2>ΔH1答案DΔH=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能,則反應H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH1=E(H—H)+E(I—I)-2E(H—I)<0,A錯誤;未知起始反應物的量,則c(H2)∶c(I2)∶c(HI)=1∶1∶2不能說明該反應達到平衡狀態(tài),B錯誤;增大壓強,正、逆反應速率均增大,由于反應前后氣體分子數(shù)相等,則化學平衡不移動,C錯誤;物質從固態(tài)轉化為氣態(tài)吸收熱量,由蓋斯定律可得,I2(s)I2(g)ΔH=ΔH2-ΔH1>0,則ΔH2>ΔH1,D正確。10.通過以下反應均可獲取H2。下列有關說法不正確的是()①太陽光催化分解水制氫:2H2O(l)2H2(g)+O2(g)ΔH1=+571.6kJ·mol-1②焦炭與水反應制氫:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH2=+131.3kJ·mol-1③甲烷與水反應制氫:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH3=+206.1kJ·mol-1A.H2的燃燒熱為285.8kJ·mol-1B.反應②中E(反應物鍵能總和)>E(生成物鍵能總和)C.反應C(s)+2H2(g)CH4(g)的ΔH=+74.8kJ·mol-1D.2H2O(g)2H2(g)+O2(g)ΔH<+571.6kJ·mol-1答案C由反應①可得:H2(g)+1/2O2(g)H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1,則H2的燃燒熱為285.8kJ·mol-1,A正確;反應②中ΔH2=E(反應物鍵能總和)-E(生成物鍵能總和)=+131.3kJ·mol-1>0,則E(反應物鍵能總和)>E(生成物鍵能總和),B正確;利用蓋斯定律,將反應②-③得反應C(s)+2H2(g)CH4(g),ΔH=(+131.3kJ·mol-1)-(+206.1kJ·mol-1)=-74.8kJ·mol-1,C不正確;因為2H2O(l)2H2(g)+O2(g)ΔH1=+571.6kJ·mol-1,而2H2O(g)2H2O(l)ΔH<0,所以2H2O(g)2H2(g)+O2(g)ΔH<+571.6kJ·mol-1,D正確。11.CO2催化加氫制甲醇有利于減少CO2的排放,實現(xiàn)“碳達峰”,其反應可表示為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49kJ·mol-1。CO2催化加氫制甲醇的反應通過如下步驟來實現(xiàn):①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH1=41kJ·mol-1②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH2反應過程中各物質的相對能量變化情況如圖所示。下列說法不正確的是()A.步驟①反應的ΔS>0B.步驟②反應的ΔH2=-90kJ·mol-1C.CO2催化加氫制甲醇的總反應速率由步驟②決定D.升高溫度,各步驟的正、逆反應速率均增大答案C步驟①反應能自發(fā)進行,即ΔG=ΔH-TΔS<0,又ΔH1>0,故ΔS>0,A正確;步驟②反應的ΔH=生成物的總能量-反應物的總能量=(-49kJ·mol-1)-41kJ·mol-1=-90kJ·mol-1,B正確;步驟①的活化能大于步驟②,即步驟①的反應速率較慢,是總反應的決速步驟,C錯誤;升高溫度,各步驟的反應物和生成物的活化分子百分數(shù)均增大,各步驟的正、逆反應速率均增大,D正確。12.某種制備H2O2的反應機理如圖。下列說法正確的是()A.反應①中有非極性鍵的斷裂和形成B.該過程中Pd的化合價有0、+2和+4三種C.①、②、③均為氧化還原反應D.[PdCl4]2-能降低反應的活化能答案DA項,反應①中有非極性鍵(H—H鍵)的斷裂和極性鍵(H—Cl鍵)的形成,錯誤;B項,該過程中Pd的化合價有0和+2兩種,錯誤;C項,③不是氧化還原反應,錯誤;D項,[PdCl4]2-作催化劑,能降低反應的活化能,正確。13.一定條件下,丙烯(CH2CHCH3)和HBr發(fā)生的兩個可逆反應的能量變化如圖所示,已知第Ⅱ階段中兩個可逆反應最終均達到平衡狀態(tài)。下列說法正確的是()A.穩(wěn)定性:1-溴丙烷>2-溴丙烷B.平衡后產(chǎn)物的質量:1-溴丙烷<2-溴丙烷C.平衡后降低溫度,2-溴丙烷的產(chǎn)率降低D.第Ⅱ階段的速率決定著生成1-溴丙烷反應的速率快慢答案BA項,由題圖可知,1-溴丙烷具有的能量高于2-溴丙烷,能量越高,物質越不穩(wěn)定,故穩(wěn)定性:1-溴丙烷<2-溴丙烷,錯誤;B項,由題圖可知,生成1-溴丙烷的活化能大于生成2-溴丙烷的活化能,活化能越大,反應越難進行,故平衡后產(chǎn)物的質量:1-溴丙烷<2-溴丙烷,正確;C項,由題圖可知,生成2-溴丙烷的反應是放熱反應,則平衡后降低溫度,平衡正向移動,2-溴丙烷的產(chǎn)率升高,錯誤;D項,由題圖可知,生成1-溴丙烷的第Ⅰ階段的活化能高于第Ⅱ階段,活化能越大,反應速率越慢,慢反應決定總反應速率,所以第Ⅰ階段的速率決定著生成1-溴丙烷反應的速率快慢,錯誤。14.研究表明:MgO基催化劑廣泛應用于CH4的轉化過程,如圖是我國科研工作者研究MgO與CH4作用最終生成Mg與CH3OH的物質相對能量—反應進程曲線。下列說法不正確的是()A.反應中甲烷被氧化B.中間體OMgCH4比MgOCH4更穩(wěn)定C.該反應的速率控制步驟對應的活化能是29.5kJ/molD.MgOCH4轉化為MgCH3OH的焓變?yōu)?145.1kJ/mol答案CA項,由題圖可知,總反應為MgO+CH4Mg+CH3OH,MgO中Mg元素化合價降低被還原,作氧化劑;CH4中C元素化合價升高被氧化,作還原劑,正確。B項,由題圖可知,中間體OMgCH4的能量比MgOCH4的低,能量越低,物質越穩(wěn)定,所以中間體OMgCH4比MgOCH4更穩(wěn)定,正確。C項,活化能越大,反應速率越慢,慢反應決定總反應速率,由題圖可知,該反應過程中活化能最大的步驟是HOMgCH3到過渡態(tài)2,故該反應的速率控制步驟對應的活化能為(-21.3kJ/mol)-(-321.1kJ/mol)=299.8kJ/mol,錯誤。D項,由題圖可知,MgOCH4轉化為MgCH3OH的焓變?yōu)?-149.4kJ/mol)-(-4.3kJ/mol)=-145.1kJ/mol,正確。15.N2O和CO是環(huán)境污染性氣體,可在Pt2O+表面轉化為無害氣體,有關化學反應的物質變化過程及能量變化過程分別如圖甲、乙所示。下列說法不正確的是()甲乙A.總反應為N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)ΔH=ΔH1+ΔH2B.為了實現(xiàn)轉化,需不斷向反應器中補充Pt2O+和Pt2OC.該反應正反應的活化能小于逆反應的活化能D.總反應的ΔH=-226kJ·mol-1答案BA項,根據(jù)題意和圖甲可知,N2O和CO轉化為N2和CO2,再結合蓋斯定律寫出總反應的熱化學方程式為N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)ΔH=ΔH1+ΔH2,正確;B項,根據(jù)題意和圖甲可知Pt2O+為催化劑,Pt2O2+為中間產(chǎn)物,均可以循環(huán)使用,不需要補充,錯誤;C項,根據(jù)圖乙可知,該反應正反應的活化能(Ea)小于逆反應的活化能(Eb),正確;D項,根據(jù)圖乙可計算出總反應的ΔH=134kJ·mol-1-360kJ·mol-1=-226kJ·mol-116.NH3催化還原NO是重要的煙氣脫硝技術,其反應過程與能量關系如圖1所示;有氧條件下,Fe3+催化NH3還原NO的反應歷程如圖2所示。下列說法正確的是()圖1圖2A.圖1所示熱化學方程式為4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)ΔH=(b-a)kJ·mol-1B.圖2所示催化脫硝過程中既有極性共價鍵的斷裂和形成,也有非極性共價鍵的斷裂和形成C.圖2所示反應①中氧化劑與還原劑物質的量之比為2∶1D.脫硝過程中使用催化劑的目的是改變反應的焓變答案BΔH=正反應活化能-逆反應活化能=(a-b)kJ·mol-1,A錯誤;題圖2反應歷程中斷裂N—H鍵、鍵、鍵,形成鍵、H—O鍵,非極性共價鍵為鍵、鍵,B正確;反應①的化學方程式為NH3+Fe3+Fe2++NH2+H+,還原劑為NH3,氧化劑為Fe3+,則氧化劑與還原劑物質的量之比為1∶1,C錯誤;催化劑不能改變反應的焓變,D錯誤。17.二維銻片(Sb)是一種新型的CO2電化學還原催化劑。酸性條件下人工固碳裝置中CO2氣體在Sb表面發(fā)生三種催化競爭反應,其反應歷程如圖所示(*表示吸附態(tài)中間體)。下列說法不正確的是()A.生成HCOOH吸收的能量最多B.使用Sb改變了反應的路徑C.Sb電極表面生成CO的反應為*CO2+2e-+H2OCO+2OH-D.Sb對三種催化競爭反應的選擇效果為HCOOH>H2答案CA項,由題圖可知,生成的三種產(chǎn)物中HCOOH的能量最大,故生成HCOOH吸收的能量最多,正確;B項,由題圖可知,使用催化劑Sb改變了反應的路徑,正確;C項,反應條件為酸性,不能生成OH-,錯誤;D項,活化能越小,反應越容易進行,生成HCOOH的活化能最小,生成CO的活化能最大,生成H2的活化能居中,正確。18.硝酸鹽污染已成為一個日益嚴重的環(huán)境問題。甲酸(HCOOH)在納米級Pd表面分解為活性H2和CO2,再經(jīng)下列歷程實現(xiàn)NO3?的催化還原,進而減少污染。已知Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)表示Fe3O4中二價鐵和三價鐵。下列說法錯誤的是A.Fe3O4參與了該循環(huán)歷程B.HCOOH分解時,碳氫鍵和氧氫鍵發(fā)生了斷裂C.H2在反應歷程中生成的H+起到調節(jié)體系pH的作用D.在整個歷程中,1molH2可還原1molNO答案DFe3O4參與了該循環(huán)歷程,因為鐵元素有價態(tài)的變化,A正確;HCOOH分解時,碳氫鍵和氧氫鍵發(fā)生了斷裂,而后形成了碳氧雙鍵和氫氫單鍵,B正確;NO3?、NO2?在氧化Fe(Ⅱ)的過程中需要消耗H+,pH降低,而H2還原Fe(Ⅲ)過程中生成H+,故生成的H+起到調節(jié)體系pH的作用,C正確;1molH2失去2mol電子生成2molH+,1molN19.已知:白磷、P4O6的分子結構如圖所示。P—P、OO、P—O鍵的鍵能分別為200kJ·mol-1、498kJ·mol-1、351kJ·mol-1。則反應P4(g)+3O2(g)P4O6(g)的ΔH為()A.-1518kJ·mol-1 B.+1518kJ·mol-1C.-1918kJ·mol-1 D.+1918kJ·mol-1答案A由題圖可知,1個白磷分子中有6個P—P鍵,1個P4O6分子中有12個P—O鍵。根據(jù)ΔH=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能,得P4(g)+3O2(g)P4O6(g)ΔH=(200×6+498×3-351×12)kJ·mol-1=-1518kJ·mol-1,故選A。20.1mol常見金屬M和鹵素單質反應的焓變ΔH(單位:kJ·mol-1)示意圖如下,反應物和生成物均為常溫時的穩(wěn)定狀態(tài)。下列說法錯誤的是()A.MBr2與Cl2反應的ΔH<0B.由MCl2(s)分解制得M(s)的反應是吸熱反應C.化合物的熱穩(wěn)定性順序:MI2>MBr2>MCl2>MF2D.MF2(s)+Br2(l)MBr2(s)+F2(g)ΔH=+600kJ·mol-1答案C由題給示意圖可寫出熱化學方程式:①M(s)+Cl2(g)MCl2(s)ΔH1=-641.3kJ·mol-1,②M(s)+Br2(l)MBr2(s)ΔH2=-524kJ·mol-1,③M(s)+F2(g)MF2(s)ΔH3=-1124kJ·mol-1,由蓋斯定律,①-②可得MBr2(s)+Cl2(g)MCl2(s)+Br2(l)ΔH=ΔH1-ΔH2=-117.3kJ·mol-1,②-③可得MF2(s)+Br2(l)MBr2(s)+F2(g)ΔH=ΔH2-ΔH3=+600kJ·mol-1,故A、D正確;M(s)和Cl2(g)反應生成MCl2(s)的反應為放熱反應,則MCl2(s)分解制得M(s)的反應是吸熱反應,故B正確;能量越低物質越穩(wěn)定,故題述化合物的熱穩(wěn)定性順序為MF2>MCl2>MBr2>MI2,故C錯誤。21.MnO2催化除去HCHO的機理如圖所示。下列說法正確的是()A.MnO2降低了反應的焓變B.反應②中斷裂碳氧雙鍵C.反應①~④均是氧化還原反應D.上述機理的總反應為HCHO+O2CO2+H2O答案D由題干可知,MnO2作催化劑,催化劑能降低反應的活化能,但不改變反應的焓變,A錯誤;由題圖可知,反應②為·OH+HCHOH2O+·CHO,過程中碳氧雙鍵沒有斷裂,B錯誤;反應④為HCO3?+H+CO2↑+H2O,沒有元素化合價發(fā)生變化,不是氧化還原反應,C錯誤;由題圖可知,該反應的機理是在MnO2的催化作用下,O2和HCHO反應生成CO2和H2O,D正確。22.科學工作者結合實驗與計算機模擬結果,研究了在Pt/SiO2催化劑表面上CO2與H2的反應歷程,前三步歷程如圖所示,其中吸附在Pt/SiO2催化劑表面上的物種用“·”標注,Ts表示過渡態(tài)。下列有關敘述正確的是()A.前三步的總反應的ΔH<0B.·HOCO轉化為·CO和·OH為吸熱過程C.催化劑通過參與化學反應,降低反應的活化能,提高反應物的轉化率D.歷程中活化能(能壘)最小的反應方程式為·CO+·OH+·H+3H2(g)·CO+3H2(g)+H2O(g)答案AD分析題圖可知,前三步的總反應中反應物總能量大于生成物總能量,故前三步的總反應為放熱反應,ΔH<0,A正確;由題圖可知,·HOCO轉化為·CO和·OH為放熱過程,B錯誤;催化劑只能改變反應速率,對轉化率無影響,C錯誤;由題圖可知,最后一步反應的活化能最小,D正確。23.研究CH3I與氯自由基(用Cl*表示)的反應有助于保護臭氧層。已知CH3I與Cl*反應有4條可能的反應路徑,如圖所示。圖中TS表示過渡態(tài),IM表示中間體。下列說法中錯誤的是()A.相同條件下,路徑①的反應速率最慢B.路徑④屬于放熱反應C.路徑②是基元反應D.過渡態(tài)中最穩(wěn)定的是TS1,產(chǎn)物最穩(wěn)定的是路徑④的答案CD分析題圖可知,相同條件下,路徑①的活化能最大,反應速率最慢,A正確;路徑④的生成物總能量小于反應物總能量,是放熱反應,B正確;基元反應是指反應物經(jīng)一步反應直接轉化為產(chǎn)物的反應,路徑②中存在中間產(chǎn)物,C錯誤;過渡態(tài)中TS1的能量最高,穩(wěn)定性最差,D錯誤。24.科研工作者通過計算機模擬和數(shù)學計算,設計出三條在含[Pt—O]結構的化合物中插入CO的反應路徑,其相對能量變化如圖所示,下列說法正確的是()A.反應Ⅱ中,活化能最大的能壘為39.7kJ/molB.根據(jù)圖像分析,該歷程應按照路徑Ⅲ進行C.在該反應中,CO是反應的催化劑D.該反應為吸熱反應答案A分析題圖可知,反應Ⅱ活化能最大的能壘為37.8kJ/mol-(-1.9kJ/mol)=39.7kJ/mol,A正確;分析題圖可知,路徑Ⅰ的中間反應少,決速步的活化能最小,所以反應速率最快,故歷程應按照路徑Ⅰ進行,B錯誤;CO是該反應的反應物,C錯誤;題圖中反應物的總能量高于生成物的總能量,為放熱反應,D錯誤。25.研究CO2加氫制CH4對資源綜合利用有重要意義。相關的主要化學反應如下:Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH1<0Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2Ⅲ.2CO(g)+2H2(g)CO2(g)+CH4(g)ΔH3=-247.1kJ·mol-1回答下列問題:在一定溫度和壓強條件下,由最穩(wěn)定單質生成1mol某物質的焓變叫做該物質的標準摩爾生成焓(ΔfHm?,如表為298K時幾種物質的標準摩爾生成焓。則反應Ⅱ的焓變ΔH2=kJ·mol物質H2(g)O2(g)CO(g)CO2(g)H2O(g)ΔfH(kJ·mol-1)00-110.5-393.5-241.8答案+41.2解析根據(jù)題干中所給標準摩爾生成焓的定義,可得:H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH4=-241.8kJ·mol-1;C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH5=-393.5kJ·mol-1;C(s)+12O2(g)CO(g)ΔH6=-110.5kJ·mol-1;根據(jù)蓋斯定律,反應Ⅱ的焓變ΔH2=ΔH4-ΔH5+ΔH6=(-241.8+393.5-110.5)kJ·mol-1=+41.2kJ·mol-1。8.以CH4、CO2為原料制備合成氣(CO、H2),發(fā)生的反應如下:主反應a:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH1=+373.9kJ·mol-1副反應b:CH4(g)C(s)+2H2(g)ΔH2=+74.8kJ·mol-1副反應c:CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g)ΔH3已知:主反應選擇性指發(fā)生主反應所消耗的CH4在全部所消耗的CH4中占有的比例?；卮鹣铝袉栴}:(1)CH4和H2的燃燒熱分別為763.7kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1,則CO的燃燒熱為kJ·mol-1。

(2)在同一固相催化劑和5×105Pa下,研究不同溫度,投料比n(CH4)/n(CO2)對CH4平衡轉化率及H2O(g)體積分數(shù)的影響,數(shù)據(jù)如圖所示。副反應c的ΔH30(填“大于”“等于”或“小于”)。

答案(1)283(2)大于解析(1)根據(jù)CH4和H2的燃燒熱分別為763.7kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1,可得:反應Ⅰ:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-763.7kJ·mol-1,反應Ⅱ:H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律,反應Ⅰ-主反應a-2×反應Ⅱ得:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH=(-763.7kJ·mol-1)-373.9kJ·mol-1-2×(-285.8kJ·mol-1)=-566kJ·mol-1,則CO的燃燒熱為283kJ·mol-1。主反應a和副反應b均為吸熱反應,即升高溫度平衡正向移動,甲烷的平衡轉化率增大,根據(jù)圖示甲烷的平衡轉化率與溫度的關系可知,T1>T2,而投料比相同時,T1時H2O(g)的體積分數(shù)高于T2時的,說明升高溫度,副反應c的平衡正向移動,即正反應是吸熱反應,故副反應c的ΔH3>0。26.當今中國積極推進綠色低碳發(fā)展,力爭在2030年前實現(xiàn)碳達峰,2060年前實現(xiàn)碳中和。因此,研發(fā)CO2利用技術,降低空氣中CO2含量成為研究熱點。工業(yè)上常用CO2和H2為原料合成甲醇(CH3OH),過程中發(fā)生如下兩個反應:反應Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-51kJ·mol-1反應Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ·mol-1①一定條件下,一氧化碳加氫生成甲醇的熱化學方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=kJ·mol-1。

②若反應Ⅱ的逆反應活化能Ea(逆)為120kJ·mol-1,則該反應的Ea(正)活化能為kJ·mol-1。

答案①-92②161解析①根據(jù)蓋斯定律,ΔH=ΔH1-ΔH2=(-51kJ·mol-1)-(+41kJ·mol-1)=-92kJ·mol-1。②ΔH=Ea(正)-Ea(逆),故Ea(正)=ΔH2+Ea(逆)=161kJ·mol-1。27.N2O是《聯(lián)合國氣候變化框架公約》所列六種溫室氣體之一。目前,直接催化分解法是消除N2O的主要方法,該過程中發(fā)生的反應如下:ⅰ.2N2O(g)2N2(g)+O2(g)ΔH1ⅱ.2N2O(g)N2(g)+2NO(g)ΔH2ⅲ.4N2O(g)3N2(g)+2NO2(g)ΔH3回答下列問題:(1)根據(jù)蓋斯定律,反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH=(寫出代數(shù)式即可)。

(2)已知反應ⅰ在任意溫度下均能自發(fā)進行,則反應ⅰ為(填“吸熱”或“放熱”)反應。

(3)反應ⅰ的勢能曲線示意圖如下(…表示吸附作用,A表示催化劑,TS表示過渡態(tài)分子):①過程Ⅲ中最大勢能壘(活化能)為kcal·mol-1。

②下列有關反應ⅰ的說法不正確的是(填標號)。

A.過程Ⅰ中有極性鍵斷裂B.過程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中都有N2生成C.該反應中只有兩種物質能夠吸附N2O分子D.中間體A—O2可釋放O2,也可吸附N2O分子答案(1)ΔH3-ΔH1-ΔH2(2)放熱(3)①82.17②C解析(1)根據(jù)蓋斯定律,反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)可由反應ⅲ-反應ⅰ-反應ⅱ得到,因此ΔH=ΔH3-ΔH1-ΔH2。(2)已知反應ⅰ在任意溫度下均能自發(fā)進行,且反應ⅰ是氣體分子數(shù)增大的反應,即熵增的反應,ΔS>0,根據(jù)ΔG=ΔH-TΔS,要使任意溫度下均有ΔG<0,則應有ΔH<0,即反應ⅰ為放熱反應。(3)①由題圖可知過程Ⅲ中最大勢能壘(活化能)為37.49kcal·mol-1-(-44.68kcal·mol-1)=82.17kcal·mol-1。②由題圖可知,過程Ⅰ中N2O轉化為N2,氮氧極性共價鍵斷裂,A正確;由題圖可知,過程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中都有N2生成,B正確;A、A—O、A—O2都能吸附N2O分子,C錯誤;由題圖可知,A—O2可釋放O2,也可吸附N2O分子,D正確。28.乙烯的產(chǎn)量是衡量一個國家石油化工發(fā)展水平的重要標志。羥基氮化硼可高效催化乙烷氧化脫氫制乙烯。主反應:2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g)ΔH1副反應:C2H4(g)C2H2(g)+H2(g)ΔH2=+174.3kJ·mol-1(1)C2H6的燃燒熱ΔH3=-1560kJ·mol-1,C2H4的燃燒熱ΔH4=-1411kJ·mol-1,H2O(g)H2O(l)ΔH5=-44kJ·mol-1,則ΔH1=。

(2)主反應的部分反應歷程如下圖所示(圖中IS表示起始態(tài),TS表示過渡態(tài),FS表示終態(tài))。這一部分反應中慢反應的活化能E正=eV。

答案(1)-210kJ·mol-1(2)2.06解析(1)由題給信息可得①C2H6(g)+72O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-1560kJ·mol-1、②C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)ΔH4=-1411kJ·mol-1、③H2O(g)H2O(l)ΔH5=-44kJ·mol-1,由①×2-②×2-③×2即可得到2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g)ΔH1=(-1560kJ·mol-1)×2-(-1411kJ·mol-1)×2-(-44kJ·mol-1)×2=-210kJ·mol-1?；瘜W反應速率由慢反應決定,慢反應的活化能最大,由題圖可知,這一部分反應中慢反應的活化能E正=2.06eV-0eV=2.06eV。29.含氮化合物(NOx、NO3(3