易錯點18化學反應與能量

易錯題［01］反應熱

(1)任何化學反應一定伴有能量變化,原因是舊鍵斷裂吸收的能量與新鍵形成釋放的能量不相等。

(2)需要加熱才能進行的反應不一定是吸熱反應,不需要加熱就能進行的反應也不一定是放熱反應。即反應放

熱或吸熱與反應條件無關(guān)。

(3)有能量變化的過程不一定是放熱反應或吸熱反應,如水結(jié)成冰放熱但不屬于放熱反應。

(4)焰變ΔH的數(shù)值都需要帶“+”或符號。如某反應的ΔH=-QkJ?mol?1或ΔH=+QkJ?moll,

易錯題［02］反應機理

(1)反應機理是用來描述某反應物到反應產(chǎn)物所經(jīng)由的全部基元反應，就是把一個復雜反應分解成若干個

基元反應，以圖示的形式來描述某一化學變化所經(jīng)由的全部反應，然后按照一定規(guī)律組合起來，從而闡述

復雜反應的內(nèi)在聯(lián)系，以及總反應與基元反應內(nèi)在聯(lián)系。

(2)反應機理詳細描述了每一步轉(zhuǎn)化的過程，包括過渡態(tài)的形成，鍵的斷裂和生成，以及各步的相對速率

大小等。典型的是基元反應碰撞理論和基元反應過渡態(tài)理論。

(3)反應機理中包含的基元反應是單分子反應或雙分子反應。完整的反應機理需要考慮到反應物、催化劑、

反應的立體化學、產(chǎn)物以及各物質(zhì)的用量。

(4)認識化學反應機理，任何化合物的每一步反應都應該是在該條件下此類化合物的通用反應。

(5)一般來說，反應的活化能越高，反應速率越慢，反應的決速步為慢反應。

易錯題［03］熱化學方程式書寫

(1)熱化學方程式中需注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài),在方程式后面注明能量變化,吸熱反應AH>0,放熱反應AH<0°

(2)ΔH是一定溫度和壓強下的反應熱,在25℃、101kPa下的AH可不注明溫度和壓強。

(3)熱化學方程式中的化學計量數(shù)只表示物質(zhì)的量,可以是整數(shù)也可以是分數(shù),化學計量數(shù)改變時,AH會相應地

改變.

(4)正反應和逆反應AH的絕對值相等,符號相反。

易錯題［04］利用蓋斯定律書寫熱化學方程式

J根據(jù)待求解的熱化學方程式中的反應物和生成

!物找出可用的已知熱化學方程式

」根據(jù)待求解的熱化學方程式調(diào)整可用熱化學方

___.R程式的方向，同時調(diào)整AH的符號

調(diào)整一二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二

?LJ根據(jù)待求解的熱化學方程式將調(diào)整好的熱化學

:方程式進行化簡或擴大相應的倍數(shù)

叵因T將調(diào)整好的熱化學方程式和AH進行加減

率H?H隨熱化學方程式的調(diào)整而相應進行加減運用

I檢查H檢查得出的熱化學方程式是否正確

典例分析,

例1、在超臨界水中進行碳碳加成反應時存在兩條不同的路徑，其反應機理如圖所示。下列有關(guān)

O

說法錯誤的是

D.選擇適當?shù)拇呋瘎?，有可能改變不同路徑產(chǎn)物的產(chǎn)量

A【解析】根據(jù)反應機理圖可知的能量低,更穩(wěn)定，A錯誤；由

的活化能為正確；由圖可知，生成

圖像可知，反應生成54°kJ?moL,B的反應為吸熱反

應，C正確；催化劑可以改變反應的路徑，所以選擇適當?shù)拇呋瘎?，有可能改變不同路徑產(chǎn)物的產(chǎn)量，D∣E

確。

222

例2、(1)已知下列反應：SO2(g)+2OH(aq)=SO3-(aq)+H2O(I)ΔH,,CIO(aq)+SO3-(aq)=SO4-(aq)

2+22

+CΓ(aq)Δ?,CaSO4(s)=Ca(aq)+SO4-(aq)Δ?3,則反應SO2(g)+Ca1(aq)+ClO(aq)+20H

(aq)=CaSo4(s)+H2O⑴+C「(aq)的?H=。

(2)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醉蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應原理是：φCH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)

+3H2(g)ΔW=+49.0kJ?moir②CH3θH(g)+3ch(g)=Cθ2(g)+2H2(g)A4=-192.9kJ?moΓ',又知③

1

H2O(g)=H2O(l)AH=-44kJ?mol則甲醇燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式：。

(3)下表是部分化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)，已知Imol白磷(PQ完全燃燒放熱為dkJ,白磷及其完全燃燒的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)

如圖∏所示，則表中X=kJ?molt用含有a、b、c、d的代數(shù)式表示)。

化學鍵P-PP-OO=OP=O

鍵能/(kJ?mo□)ahcX

3

【答案】(1)A"∣+A"2-A"3(2)CH3OH(g)+2θ2(g)=CO2(g)+2H2O(l)AH=-764.7kJ?moΓl(3)

d+6a+5c-12b

4

【解析】(1)將題中的3個反應依次標記為①、②、③，根據(jù)蓋斯定律，①+②一③即得所求的反應，

3

=ΔWι+?∕y2-ΔW3o(2)根據(jù)蓋斯定律，由3X②一①X2+③X2得：CH30H(g)+202(g)=C02(g)+2H20(l)ΔW

=3×(-192.9kJ?moΓ,)-2×49.0kJ?mol^l+(-44kJ?moll)×2=-764kJ?moΓ,<,(3)反應熱=反應物鍵能總和

d+6a+5c-12b

一生成物鍵能總和，即6α+5c-(4x+12b)=-d,可得X=4。

例3、MgCo3和CaCO3的能量關(guān)系如圖所示(M=Ca、Mg)：

M24(g)+CθΓ(g)結(jié)M"(g)+O%)+CO2(g)

∣ΔM,"

MCO1(S)———~-MO(s)+CO2(g)

己知：離子電荷相同時，半徑越小，離子鍵越強。下列說法不正確的是()

A.ΔW,(MgCO3)>?∕∕1(CaCO3)>0

B.AZZ2(MgCO3)=Δ?(CaCO3)>O

C.AWi(CaCO3)-AWi(MgCO3)=ΔW3(CaO)-Δ?(MgO)

D.對于MgCo3和CaCO3,ΔW∣+?∕∕2>ΔW3

C【解析】根據(jù)蓋斯定律，得A"=ΔM+A42+A"3,又已知Ca2+半徑大于Mg2+半徑，所以CaCO3的離子

鍵強度弱于MgCO3,CaO的離子鍵強度弱于MgOoA項，?∕7∣表示斷裂MCO3中的離子鍵形成M?+和COf

所吸收的能量，離子鍵強度越大，吸收的能量越大，因而AH(MgCCh)AAM(CaCCh)AO,正確；B項，Mh

表示斷裂COr中共價鍵形成O?一和CO?吸收的能量，與M2+無關(guān)，因而Ab2(MgCGh)=A"2(CaCO3)>0,正

確；C項，由上可知△4](CaCO3)—AM(MgCe)3)<0，而△為表示形成MO離子鍵所放出的能量，為負

值，Cao的離子鍵強度弱于MgO,因而AH3(CaO)>AH3(MgO),Δ∕∕3(CaO)-ΔW3(MgO)>O,錯誤；D項，由

以上分析可知AHI+A"2>0,Δ∕∕3<0,故AH∣+A∕√2>A"3,正確。

易錯題通關(guān)

1.(2022.江蘇?高考真題)周期表中IVA族元素及其化合物應用廣泛，甲烷具有較大的燃燒熱(890.3kJ?moll),

是常見燃料；Si、Ge是重要的半導體材料，硅晶體表面SiO?能與氫氟酸(HF,弱酸)反應生成HfiF^HAiR

在水中完全電離為H+和SiE)∣885年德國化學家將硫化錨(GeSj與H?共熱制得了門捷列夫預言的類硅—

錯；下列化學反應表示正確的是

t

A.SiO2與HF溶液反應：SiO2+6HF=2H+Si?+2H,O

B.高溫下還原GeS?:GeS2+H2=Ge+2H2S

C.鉛蓄電池放電時的正極反應：Pb-2e-+SO;'=PbSO4

l

D.甲烷的燃燒：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=890.3kJ?moΓ

2.(2022?浙江?高考真題)標準狀態(tài)下，下列物質(zhì)氣態(tài)時的相對能量如下表：

HHOHO

物質(zhì)(g)OHHOHOO2O2222

能量/kJ?mol"2492183910OO-136-242

可根據(jù)HO(g)+HO(g)=H2O2(g)計算出Hq中氧氧單鍵的鍵能為214kJ?mo「。下列說法不正確的是A.凡的

鍵能為436kJ?mol」

B.的鍵能大于H-2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍

C.解離氧氧單鍵所需能量：HOO<H2O2

D.H,O(g)+O(g)=H,O,(g)ΔH=-143kJ-moΓ'

3.（2022?浙江?高考真題）相關(guān)有機物分別與氫氣發(fā)生加成反應生成ImOI環(huán)己烷（）的能量變化如圖所

/5：

A.2ΔHl≈ΔH2,說明碳碳雙鍵加氫放出的熱量與分子內(nèi)碳碳雙鍵數(shù)目成正比

B.ΔH2<ΔH3,說明單雙鍵交替的兩個碳碳雙鍵間存在相互作用，有利于物質(zhì)穩(wěn)定

C.3ΔH1<ΔH4,說明苯分子中不存在三個完全獨立的碳碳雙鍵

D.ΔH3-ΔH∣<O,ΔH4-ΔH3>O,說明苯分子具有特殊穩(wěn)定性

4.（2021?北京?高考真題）丙烷經(jīng)催化脫氫可制丙烯:C3H8C3H6+H2O600"C,將一定濃度的Co?與固定濃

度的C3H8通過含催化劑的恒容反應器，經(jīng)相同時間，流出的C3H6,CO和H2濃度隨初始CO2濃度的變化

關(guān)系如圖。

已知：

①C3H(g)+5θ2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)AH=-2220kJ∕mol

②C3H6(g)+9∕2θ2(g)=3CO2(g)+3H2O(l)?H=-2058kJ∕mol

③H2(g)+1∕2O2(g)=H2O(l)?H=-286kJ∕mol

下列說法不正確的是

A.C3H8(g)≈C3H6(g)+H2(g)?H=+124kJ∕mol

B.c(H2)和c(C3H6)變化差異的原因：CO2+H2CO+H2O

C.其他條件不變，投料比C(C?3H8)/C(CO2)越大，C3H8轉(zhuǎn)化率越大

D.若體系只有C3H6、CO、H?和H2O生成，則初始物質(zhì)濃度Co與流出物質(zhì)濃度C之間一定存在:

3CO(C3H8)+Co(co2)=c(co)+C(co2)+3C(C3H8)+3C(C3H6)

5.(2021?山東?高考真題)出。標記的乙酸甲酯在足量NaoH溶液中發(fā)生水解，部分反應歷程可表示為:

S

11O

Ill

+0H」-H；C-C—OCH；IV+CH3θ能量變化如圖

H5C—C——OCH§HjC—C-OH

0?：H

isOH

——c—OeH-為快速平衡，下列說法正確的是

，

過渡態(tài)I

能過渡態(tài)2

成

O

?OH

C-Oli

+fHjO-

反虎進程

A.反應n、HI為決速步

B.反應結(jié)束后，溶液中存在18。H-

C.反應結(jié)束后，溶液中存在CH3∣8OH

D.反應I與反應IV活化能的差值等于圖示總反應的焙變

6.(2021?浙江?高考真題)相同溫度和壓強下，關(guān)于反應的AH,下列判斷正確的是

<J>?ff∣I?2H4.，

z‰A<f

](g)￥??(g?-----------[]<∣)ΔΛ><g>>H3<g>?J

A.ΔH1>O,ΔH2>OB.ΔH3=ΔHI+ΔH2

c.ΔH1>ΔH2,ΔH3>ΔH2D.ΔH2=ΔH3+ΔH4

7.(2022?青海?海東市第一中學二模)叔丁基漠在乙醇中反應的能量變化如圖所示。

反應1：(CH3)3CBr→(CH3)2C=CH2+HBr

A.3種過渡態(tài)相比①最穩(wěn)定

B.反應1和反應2的△〃都大于0

C.第一個基元反應是決速步驟

D.G&OH是反應1和反應2共同的催化劑

8.(2022?湖北?天門市教育科學研究院模擬預測)“液態(tài)陽光”由中國科學院液態(tài)陽光研究組命名，指的是利

用太陽能、風能等可再生能源分解水制氫,再將空氣中的CO2加氫制成CH3OH等液體燃料。該過程零污染、

零排放，并且可形成循環(huán)，是迄今為止人類制備CEOH最清潔環(huán)保的方式之一，下列說法錯誤的是()

A.即使使用高效催化劑，改變反應歷程，Co2和HzO合成ChOH和02也為吸熱反應

B.SiCh的熔點比CCh的高，原因是Sio2的分子間作用力更大

C.CO2是直線形分子

D.甲醇的沸點介于水和甲硫醇(CH3SH)之間

9.(2022.河南洛陽?模擬預測)已知X轉(zhuǎn)化為R和W分步進行：①X(g),Y(g)+2W(g)②Y(g)?

R(g)+W(g)0上述反應過程中的能量變化如圖所示。下列說法正確的是

B.lmolX(g)的能量低于ImOIY(g)的能量

C.斷裂ImOlX(g)中的化學鍵吸收的能量小于形成ImOIR(g)和3molW(g)中的化學鍵所放出的能量

D.反應過程中，由于Ea2<Ea3,反應①的速率大于反應②的速率

10.(2022?江蘇省木瀆高級中學模擬預測)隨著人們環(huán)保意識的增強,燃油汽車都已經(jīng)裝上了尾氣處理裝置。

/、/、催化劑，、，、

汽車尾氣在催化劑作用下可發(fā)生如下反應：2N0(g)+2C0(g)=^=2C0,(g)+N2(g),下列說法正確的是

A.該反應能自發(fā)進行，說明2molNO(g)和2molCC)(g)所含鍵能總和小于2molCo?(g)和ImOlN?(g)所含

鍵能總和

B.使用高效催化劑能降低反應的焙變

C.反應中每消耗ImOINO轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目約等于4x6.02x1023

D.升高溫度一定能加快該反應的反應速率

11.(2022?上海崇明?二模)研究表明「可以作為水溶液中SO2歧化反應的催化劑，

3Sθ2(g)+2H2O(l)→2H2Sθ4(aq)+S(s),該過程一般通過如下步驟來實現(xiàn)：

①θS2(g)+4I-(aq)+4H+(aq)τS(s)+2L(g)+2H2θ⑴+Qι(Qι<0)

②L(g)+2H2θ⑴+SO2(g)τSOΓ(aq)+4H÷(aq)+2I-(aq)+Q2(Q2>0)

上述反應過程中能量變化不可能是下列示意圖中的

12.(2022?湖南?邵陽市第一中學三模)最近科學家在發(fā)展非金屬催化劑實現(xiàn)CCh電催化還原制備甲醇

(CH3θH)方向取得重要進展，反應歷程如圖所示，其中吸附在催化劑表面上的物質(zhì)用“*”標注。下列說法錯

誤的是

反應歷程

A.得到的副產(chǎn)物有Co和CH2θ(甲醛)，其中相對較多的副產(chǎn)物為Co

B.生成副產(chǎn)物CIhO時，反應的活化能較小

C.制備甲醇的主反應速率主要由過程*CO+*OH-*CO+*H2O決定

D.電催化還原制備甲醵過程中，陽極的電勢比陰極電勢低

13.(2022?廣東深圳?一模)丙烯是重要的有機合成原料。由丙烷制備丙烯是近年來研究的熱點，主要涉及

如下反應。

,

反應i：2C3Hs(g)+O2(g).2C3H6(g)+2H2θ(g)ΔH,=-235kJ?moΓ

1

反應ii：2C3H8(g)+7O2(g)6Cθ(g)+8H2θ(g)ΔH,=-2742kJ?mol

回答下列問題：

(1)反應：2C3H6(g)+6O2(g).?6CO(g)+6H2O(g)??=。

(2)在剛性絕熱容器中發(fā)生反應i,下列能說明已達到平衡狀態(tài)的有(填標號)。

A.每斷裂1mol0=0鍵，同時生成4molO-H鍵

B.容器內(nèi)溫度不再變化

C.混合氣體的密度不再變化

D.n(C3H8)=n(C3H6)

(3)在壓強恒定為IOOkPa條件下，按起始投料”(C3H8)：〃Q)=2：1,勻速通入裝有催化劑的反應器中發(fā)生

反應i和反應ii,其中不同溫度下丙烷和氧氣的轉(zhuǎn)化率如圖。

①線(填"LJ或“LL)表示丙烷的轉(zhuǎn)化率。

②溫度高于TlK后曲線L2隨溫度升高而降低的原因為，

③當溫度高于(填或"T2”)時，可判斷反應ii不再發(fā)生，a點對應的溫度下，丙烯的分壓

P(C3H6)=kPa(保留3位有效數(shù)字，下同)，反應i的平衡常數(shù)Ke=。(已知：分壓P分

(?KZ?h

=總壓X該組分物質(zhì)的量分數(shù)，對于反應dD(g)+eE(g)G(g)+hH(g),Ki)=,其中p。、

gY總《產(chǎn)總(

PD?PFL

<P?√IP.&>

PH、PD、PE為反應平衡時各組分的分壓)

(4)丙烷在碳納米材料上脫氫的反應機理如圖。

已知三步反應的活化能：反應1>反應∏I>反應IL則催化過程的決速反應為___(填“反應1”“反應∏''或"反

應IIΓ,).,

14.(2022?廣東廣州?模擬預測)由CC?與H2制備甲醇是當今研究的熱點之一，也是我國科學家2021年發(fā)

布的由CO^人工合成淀粉(節(jié)選途徑見圖)中的重要反應之一、已知:

H2(g)H2O(g)O2(g)H2O2(I)

82(g)CH3OH(g)WHCHO(g)

過程1過程II

反應①

l

反應②：CO2(g)+H2(g)Cθ(g)+H2θ(g)?H=+40.9kJ?moΓ

1

反應③：CH3OH(g).Cθ(g)+2H,(g)ΔH=+90.41dmol

(1)反應①：CO2(g)+3H2(g)CHQH(g)+HQ(g)的AH=。

(2)反應①在有、無催化劑條件下的反應歷程如下圖所示，其中吸附在催化劑表面上的物種用*標注，TS為

過渡態(tài)。

2.0Q-------------------------------------------------------------------------------------------------------

1.50-

0.90

0.75

0.75無催化劑

0Ip0.20:0.10

-0.25?/τ

???

?-0.50\加

?0有催化劑

,f

-L40-Γ2p

該反應歷程中，催化劑使決速步驟的活化能降低eV。

(3)某研究小組采用上述催化劑，向密閉容器中通入3molH?和ImolCe)2，只發(fā)生反應①和反應②，在不同

條件下達到平衡，在T=300C下甲醇的物質(zhì)的量分數(shù)φ(CHQH)隨壓強P的變化、在p=600kPa下φ(CHQH)

隨溫度T的變化，如圖所示。

1

0

9

%8

X

H7

O6

X

35

)4

Θ-3

2

1

0

77。C或p/kPa

i.X點對應的溫度和壓強為℃、kPao

ii.M點CHQH的分壓為kPa,此時容器中CO?為gmol,Co為gmol,反應①的壓強平衡常

數(shù)KP=kPa%壓強平衡常數(shù)KP是以分壓代替濃度表示的平衡常數(shù)，分壓=總壓X物質(zhì)的量分數(shù))。

Hi.圖中M點的φ(CH3OH)高于N點的原因是o

15.(2022.廣東廣州?模擬預測)氨的催化氧化反應是硝酸工業(yè)中的重要反應，某條件下NH3與5作用時可

發(fā)生如下3個反應：

八

IOO■No(8)9()

H<Xg)82

l

I.4NH3(g)+5O2(g),?4Nθ(g)+6H2θ(g)??l=-922kJmoΓ

II.4NH,(g)+4O2(g).2N2θ(g)+6H2θ(g)ΔW2=-1118kJmoΓ'

ΠI.4NH3(g)+3O2(g)-2N2(g)+6H2O(g)ΔH3

己知：298K時，，相關(guān)物質(zhì)的焰的數(shù)據(jù)如圖1。

(1)根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的熔計算=kJ.mol-'

(2)將一定比例的NH3、0?和N2的混合氣體以一定流速通過裝有催化劑的反應管，N&的轉(zhuǎn)化率、生成N?

的選擇性與溫度的關(guān)系如圖2所示。

N

??

/J

NH1的

的κo

選

轉(zhuǎn)f>o

?93(?

aI擇

?cJ

化4o

車

率

7?務

%IJ

20'------<------?------?------1------1------1-----IMl

175200225250275300

溫度/C

圖2

①除去工業(yè)尾氣中的NH,適宜的溫度為o

②隨著溫度的升高，N?的選擇性下降的原因可能為。

(3)在一定溫度下，氨氣溶于水的過程及其平衡常數(shù)為：

NH3(g)=NH3(aq)K,=c(NH3)∕p

NH3(aq)+H2O(I)=NH；(aq)+OH-(aq)K2

其中P為NH3(g)的平衡壓強，C(NH3)為NH;在水溶液中的平衡濃度。設氨氣在水中的溶解度

S=C(NHJ+則用p、KI和Kz表示S的代數(shù)式為。

(4)為了探究大氣中NH：對SO?和NO2反應的影響，圖3和圖4展示了無N%與有NH、存在時反應過程的相

關(guān)優(yōu)化構(gòu)型，表1列出了相關(guān)構(gòu)型的相對能量。

SO,+2NO:

用4

構(gòu)W1Pir

圖4

構(gòu)型SO2+2NO2構(gòu)型A構(gòu)型B構(gòu)型C構(gòu)型D

相對能量∕kca]?moL0-7.33-11.7833.70-23.27

構(gòu)型SO2+2NO2+NH3構(gòu)型A，構(gòu)型B，構(gòu)型C構(gòu)型D，

相對能量/kcabmoL0-10.18-15.1225.48-35.22

①無N&存在時的決速步驟為

②對比圖3與圖4,NHJ的功能為

(5)已知Mg、Al、O三種元素組成的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，其晶胞由4個A型小晶格和4個B型小晶格構(gòu)成,

其中Al"和都在小晶格內(nèi)部,Mg”部分在小晶格內(nèi)部，部分在小晶格頂點。

該物質(zhì)的化學式為，Mg"的配位數(shù)為,兩個Mg"之間最近的距離是pm。

16.(2022?青海?海東市第一中學一模)氫能是一種綠色能源，甲醇可通過電催化和催化重整制取氫氣?；?/p>

答下列問題：

(1)用金屬-有機骨架納米片作陽極，電催化甲醇溶液(堿性)高效生產(chǎn)H2的裝置如下：

M離子交換腴

向陽極區(qū)遷移的離子是；陽極的電極反應式為。

(2)甲醇水蒸氣重整制氫在不同催化劑條件下機理不相同，在MoC表面機理如下:

請補充下列方程式：

CH3OH→CH3O+H,2CH3O-H2+CH3OCHO,

主要副反應：CHQeHOTCo+CH?QHCH3OCHO→C?+CO2

(3)甲醇水蒸氣重整反應：

,

LCH3OH(g)+H2O(g)≠CO2(g)+3H2(g)ΔH∣=+49.0kJ?moΓ

l

II.CH3OH(g)≠CO(g)+2H2(g)ΔH2=+90.1kJ?moΓ

IΠ.CO(g)+H2O(g)≠CO2(g)+H2(g)ΔH3

①AFh=kJ?moΓl<,

②反應II自發(fā)進行的條件是(填字母)。

A.高溫B.低溫C.任何溫度

③若在恒溫恒壓密閉容器中充入2molCH4和4molH2O蒸氣，起始時壓強為p,加入適當催化劑發(fā)生反應

CH4(g)+2H2O(g)uCO2(g)+4H2(g)(不考慮其他反應),平衡時CH4轉(zhuǎn)化率為50%,達到平衡時,p(H2)=；

平衡常數(shù)KP=(以分壓表示，分壓=總壓X物質(zhì)的量分數(shù))。

17.(2022.陜西?西安高級中學一模)甲烷和二氧化碳都是溫室氣體。隨著石油資源日益枯竭，儲量豐富的

甲烷(天然氣、頁巖氣、可燃冰的主要成分)及二氧化碳的高效利用已成為科學研究的熱點?；卮鹣铝袉栴}:

⑴在催化劑作用下，將甲烷部分氧化制備合成氣(Co和H2)的反應為CH4(g)+yO2(g)=CO(g)+2H2(g)o

①已知：25℃,101kPa,由穩(wěn)定單質(zhì)生成ImoI化合物的焙變稱為該化合物的標準摩爾生成烙。化學反應的

反應熱AH=生成物的標準摩爾生成焰總和-反應物的標準摩爾生成焰總和。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

物質(zhì)

CH4O2COH2

標準摩爾生成焰∕kJ?moH-74.80-110.50

由此計算CH4(g)+yO2(g)=Co(g)+2H2(g)的AH=kJ?moΓ'o

②催化劑能顯著提高上述反應的速率，但不能改變下列中的(填標號)。

a.反應的活化能b?活化分子百分數(shù)c.化學平衡常數(shù)d.反應熱(AH)

③T°C,向VL密閉容器中充入1molCHq和0.5mo?O2,在催化作用下發(fā)生上述反應，達到平衡時Co的物

質(zhì)的量為0?9mol,平衡常數(shù)K=(列出計算式即可，不必化簡)。

④欲提高甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的兩條措施是。

⑵甲烷和二氧化碳催化重整制備合成氣的反應為CH4(g)+Cθ2(g)=28(g)+2H2(g)AH>0.我國學者通過計算

機模擬對該反應進行理論研究，提出在Pt-Ni合金或Sn-Ni合金催化下，以甲烷逐級脫氫開始產(chǎn)生的能量稱

為吸附能)。脫氫階段的反應歷程如下圖所示(*表示吸附在催化劑表面，吸附過程產(chǎn)生的能量稱為吸附能)。

P

lU

*>

?

?

5

H一

不同催化制的甲烷脫氫反應歷程與相時能hl的關(guān)系

該歷程中最大能壘(活化能)EIE=eV?mol?兩種催化劑比較，脫氫反應階段催化效果更好的是

合金。

18.(2022?山東青島,二模)研究氮氧化物轉(zhuǎn)化的機理，對環(huán)境保護具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}：

(I)Co還原處理NzO的原理為N2O(g)+CO(g).N2(g)+CO2(g)ΔH=-361,3kJ?moΓ'c

己知在Fe+催化作用下，該反應分兩步進行：

+l

I.N2O(g)+Fe(g).N2(g)+FeO'(g)ΔH=-126.8kJmoΓ;

II...

寫出∏的熱化學方程式

⑵處理汽車尾氣的原理為2CO(g)+2NO(g)??N2(g)+2cc?(g)AH<0。將體積比為1:1的NO和Co混合氣

體以相同流速通過兩種不同的催化劑I、H，發(fā)生上述反應，相同時間內(nèi)尾氣脫氮率(即NO轉(zhuǎn)化率)如圖1

所示。

①A點(填“是”或“不是”)對應溫度下的平衡脫氮率，原因是。

②若B點時反應已達平衡，體系壓強為200kPa,則該溫度下KP=kPa1?

(3)以鐵為還原劑，Cu、Pd為催化劑去除水體中硝態(tài)氮的過程如圖2所示。

①總反應的離子方程式為

②為減少副產(chǎn)物NH：的產(chǎn)生可采取的措施是。

③下列關(guān)于Cu,Pd催化劑的說法正確的是(填標號)。

a.Cu、Pd可加快反應中電子的轉(zhuǎn)移b.Cu、Pd吸附作用可促進活性H的產(chǎn)生

c.Cu、Pd直接參與該反應d.吸附NO；的能力Cu大于Pd

參考答案

1.A【詳解】A.山題意可知，：氧化硅與氫氟酸溶液反應生成強酸H^SiR和水，反應的離子方程式為

+

SiO2+6HF=2H+Si?+2H2O,故A正確:

B.硫化錯與氫氣共熱反應時，氫氣與硫化錯反應生成錯和硫化氫，硫化氫高溫下分解生成硫和氫氣，則反

H2

應的總方程式為GeS?=Ge+2S,故B錯誤；

高溫

C.鉛蓄電池放電時，二氧化鉛為正極，酸性條件下在硫酸根離子作用下二氧化鉛得到電子發(fā)生還原反應生

成硫酸鉛和水，電極反應式為正極反應PbO2+2e+SO：+4H+=PbSO4+2Hq,故C錯誤；

D.由題意可知，Imol甲烷完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出熱量為890.3kJ,反應的熱化學方程式為

CH4(g)+2O,(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-89().3kJ∕mol,故D錯誤；

故選Ao

2.C【詳解】A.根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，也的鍵能為218x2=436kJ?mol",A正確；

B.由表格中的數(shù)據(jù)可知。2的鍵能為：249x2=498kJ?moF,由題中信息可知H?。?中氧氧單鍵的鍵能為

214kJ?moΓ'.則O2的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍,B正確;

C.由表格中的數(shù)據(jù)可知HOo=Ho+0,解離其中氧氧單鍵需要的能量為249+39-10=278kJ?moF,凡02中

氧氧單鍵的鍵能為214kJ?mol∣,C錯誤；

D.由表中的數(shù)據(jù)可知H2O(g)+O(g)=HQ2(g)S<jΔH=-136-249-(-242)=-143kJmor1,D正確；

故選C。

3.A【詳解】A.雖然2AH∣≈AH”f0ΔH2≠ΔH3,說明碳碳雙鍵加氫放出的熱量與分子內(nèi)碳碳雙鍵數(shù)目、雙

鍵的位置有關(guān)，不能簡單的說碳碳雙鍵加氫放出的熱量與分子內(nèi)碳碳雙鍵數(shù)目成正比，A錯誤；

B.ΔH2<ΔH3,即單雙鍵交替的物質(zhì)能量低，更穩(wěn)定，說明單雙鍵交替的兩個碳碳雙鍵間存在相互作用，

有利于物質(zhì)穩(wěn)定，B正確；

C.由圖示可知，反應I為：(?(1)+H2(g)→Cj(1)ΔH,,反應IV為：(?]+3H2(g)→∣^](l)ΔH4,

故反應I是Imol碳碳雙鍵加成，如果苯環(huán)上有三個完全獨立的碳碳三鍵,則3ΔH∣=ΔH4,現(xiàn)3ΔH∣<ΔH4,

說明苯分子中不存在三個完全獨立的碳碳雙鍵，C正確；

D.由圖示可知，反應I為：(?⑴+H2(g)τ(^]⑴ΔH,反應III為：j

1O(i)+2H2(g)-÷Cj⑴ΔH3.

+3H2(g)→ɑ?(1)ΔH4,ΔH3-ΔH∣<OBP

反應為:

IV(1)+H2(g)(I)ΔH<O,ΔH4-ΔH3

>0即+H2(g)→(1)ΔH>O,則說明具有的總能量小于,能量越低越穩(wěn)定，則

說明苯分子具有特殊穩(wěn)定性，D正確;

故答案為：Ao

4.C【詳解】A.根據(jù)蓋斯定律結(jié)合題干信息①C3H8(g)+5θ2(g)=3Cθ2(g)+4H2θ⑴4H=-2220kJ∕mol②

C3H6(g)+9∕2θ2(g)=3CO2(g)+3H2O(l)?H=-2058kJ∕mol③H2(g)+l∕2θ2(g)=H2O(l)?H=-286kJ∕mol可知，可由①

-②-③得到目標反應C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g),該反應的ZkH=AHl-=+124kJ∕mol,A正確;

B.僅按C3K(g)=C3H6(g)+H2(g)可知C3H6、氏的濃度隨CCh濃度變化趨勢應該是一致的，但是氫氣的變化

不明顯，反而是CO與C3H6的變化趨勢是一致的，因此可以推斷高溫下能夠發(fā)生反應CO2+H2r?CO+H2O,

從而導致C3H6、Ph的濃度隨C02濃度變化趨勢出現(xiàn)這樣的差異，B正確；

C.投料比增大，相當于增大C3H8濃度，濃度增大，轉(zhuǎn)化率減小，C錯誤；

D.根據(jù)質(zhì)量守恒定律，抓住碳原子守恒即可得出，如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2,那么入口各氣

體的濃度Co和出口各氣體的濃度符合3c0(C3H8)+c0(CO2)=3c(C3H6)+c(CO)+3c(C3H8)+c(CO2),D正確；

答案為：C。

5.B【詳解】A.一般來說，反應的活化能越高，反應速率越慢，由圖可知，反應I和反應IV的活化能較

ι?,因此反應的決速步為反應I、IV,故A錯誤;

*80^isOH

B.反應I為加成反應，而——I

——OCH與Hc——C——OCH為快速平衡，反應??的成鍵和斷

H

鍵方式為HjC----C一H；或H；C——CH；，后者能生成∣8°H?因此反應結(jié)束后，溶液中存

在I8OH?故B正確;

C反應川的成鍵和斷鍵方式為,因此反應結(jié)束后溶液中

不會存在CH3∣%,故C錯誤;

∣8o

D.該總反應對應反應物的總能量高于生成物總能量，總反應為放熱反應，因此I和CH3O

HjC—C—OH

18O

的總能量與I和OH-的總能量之差等于圖示總反應的婚變，故D錯誤；

H5C—C—OCH5

綜上所述，正確的是B項，故答案為B。

6.C【詳解】一般的烯煌與氫氣發(fā)生的加成反應為放熱反應，但是，由于苯環(huán)結(jié)構(gòu)的特殊性決定了苯環(huán)結(jié)

構(gòu)的穩(wěn)定性，苯與氫氣發(fā)生加成反應生成1,3-環(huán)己二烯時，破壞了苯環(huán)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因此該反應為吸熱

反應。

A.環(huán)己烯、1,3-環(huán)己二烯分別與氫氣發(fā)生的加成反應均為放熱反應，因此，ΔHI<0,ΔH2<0,A不正

確；

B.苯分子中沒有碳碳雙鍵，其中的碳碳鍵是介于單鍵和雙鍵之間的特殊的共價鍵，因此，其與氫氣完全加

成的反應熱不等于環(huán)己烯、1,3-環(huán)己二烯分別與氫氣發(fā)生的加成反應的反應熱之和，即AH3≠AH∣+AHZ,

B不正確；

C.環(huán)己烯、1,3-環(huán)己二烯分別與氫氣發(fā)生的加成反應均為放反應，ΔH,<O,ΔH,<O,由于ImOI1,3-環(huán)己

:烯與氫氣完全加成后消耗的氫氣是等量環(huán)己烯的2倍，故其放出的熱量更多，其ΔH∣>ΔHz;苯與氫氣發(fā)

生加成反應生成1,3-環(huán)己二烯的反應為吸熱反應(AH4>。)，根據(jù)蓋斯定律可知，苯與氫氣完全加成的反

應熱AHs=AH,+AH=因此AH3>AH2,C正確；

D.根據(jù)蓋斯定律可知，苯與氫氣完全加成的反應熱AH^AH4+AH”因此ΔH2=ΔH3-ΔH4,D不正確。

綜上所述，本題選C。

7.C【詳解】A.過渡態(tài)能量：①>②>③，過渡態(tài)①能量最大，相對不穩(wěn)定，A項錯誤；

B.根據(jù)能量變化可知，反應1和反應2都是放熱反應，A"<0,B項錯誤；

C.(CH3)3CBr轉(zhuǎn)化為(CH3)3C*Br-是第個基元反應，活化能最大，C項正確：

D.GHQH是反應2的反應物，不是催化劑，D項錯誤；

故選Co

8.B【詳解】A.改變反應歷程不能改變反應的焰變，所以加入催化劑，C02和HzO合成CMOH和02也

為吸熱反應，A選項正確；

B.SiCh為共價晶體，Co2為分子晶體，兩者晶體類型不同，Siθ2的熔點比CCh的高，B選項錯誤；

C.Co2的結(jié)構(gòu)式為C=O=C,為直線形分子，C選項正確；

D.甲醇分子之間和水分子之間都存在氫鍵，因此沸點高于不含分子間氫鍵的甲硫醇，而水和甲醇均能形成

分子間冠鍵，但分子數(shù)目相等時含有的械鍵數(shù)目水比甲醇多，因此甲醇的沸點介于水和甲硫醇之間，D選

項正確；

答案選B。

9.A【詳解】A.R(g)+W(g).?Y(g)AH=正反應的活化能-逆反應的活化能=Ea4-Ea3,A項正確；

B.由圖可知，ImOIX(g)的能量低于ImOIY(g)和2molW(g)的能量總和，不能說明ImolX(g)的能量低于

ImOIY(g)的能量，B項錯誤；

C.由圖可知，lmolX(g)的能量低于ImOIR(g)和3molW(g)的總能量，說明該反應是吸熱反應，則斷裂

lmolX(g)中的化學鍵吸收的能量大于形成ImOIR(g)和3molW(g)中的化學鍵所放出的能量，C項錯誤；

D.活化能越小，反應速率越快，反應①的速率小于反應②的，D項錯誤；

故選：Ao

10.A【詳解】A.該反應能自發(fā)進行的依據(jù)是AG=AH-TASVO,又ASVO,所以AHV0,即該反應為放熱

反應，由AH=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能VO,則2molNθ(g)和2molCθ(g)所含鍵能總和小于

2molCO2(g)和ImolN2(g)所含鍵能總和,故A正確;

B.使用催化劑只能改變反應速率，不能改變反應的焙變，故B錯誤；

C.NO在反應中轉(zhuǎn)化為N2,N元素化合價降低了2價,故每消耗ImOINO,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目約等于2x6.02xl023,

故C錯誤；

D.升高溫度，若催化劑的活潑降低，該反應的反應速率不一定加快，故D錯誤：

故選：Ao

+

11.C【詳解】SO2(g)+4I(aq)+4H(aq)→S(s)+2l2(g)+2H2O(l)+Q∣(Q∣<0),可知步驟①為吸熱反應;

+

I2(g)+2H20(l)+S02(g)→S0''(aq)+4H(aq)+2I(aq)+Q2(Q2>0),步驟②為放熱反應，所以L(g)、2H2O(1)>SO2(g)

的總能量小于SO：(aq)、4H+(aq)、2r(aq)的總能量,不可能用故

選C。

12.BD【詳解】A.主要產(chǎn)物是甲醇，由圖可知，得到的副產(chǎn)物有CO和CHzO(甲醛)，生成副產(chǎn)物CHzO

時反應的活化能較大，反應進行較慢，生成的量相對較少；生成副產(chǎn)物Co時反應的活化能較小，反應進行

較快，生成的量相對較多，選項A正確;

B.由A的分析可知，生成副產(chǎn)物CEhO時?，反應的活化能較大，選項B錯誤;

C.合成甲醇的主反應中，過程*C0+*0Hτ*C0+*H20的活化能最大，反應速率最慢，決定整體反應速率,

選項C正確;

D.電催化還原制備甲醇過程中，陽極的電勢比陰極的高，選項D錯誤;

答案選BD。

13.(1)-2507kJ/mol

⑵B

(3)L2放熱反應，溫度升高平衡逆向移動T228.60.571

(4)反應I

l

【解析】(1)已知:反應i：2C3H8(g)+O2(g)2C3Hft(g)+2H2θ(g)ΔH,=-235kJ?moΓ

l

反應ii：2C3H8(g)+7O2(g);6CO(g)+8H2Θ(g)ΔH2=-2742kJ-moΓ

根據(jù)蓋斯定律,將反應ii-反應i，整理可得：2C3H6(g)+6O2(g).6CO(g)+6H2O(g)ΔW.J=-2507kJ/mol；

(2)A.在剛性絕熱容器中發(fā)生反應i,反應時每斷裂Imolo=O鍵