化学反应原理微专题系列讲座-热化学方程式的书写与计算：《化学反应原理》微专题讨论系列-反应.docx

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《化学反应原理》微专题 反应热的计算
反应热的计算试题汇编
1．（2019•江苏-8）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)═CO(g)+H2(g) △H1=a kJ•mol﹣1
②CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g) △H2=b kJ•mol﹣1
③CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g) △H3=c kJ•mol﹣1
④2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=d kJ•mol﹣1
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)═0.5CH3OCH3(g)+0.5H2O(l)的△H=d/2kJ•mol﹣1
D．反应 2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)的 △H=(2b+2c+d ) kJ•mol﹣1
2．（13分）（2019•北京-26）TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：
资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质
化合物
SiCl4
TiCl4
AlCl3
FeCl3
MgCl2
沸点/℃
58
136
181（升华）
316
1412
熔点/℃
﹣69
25
193
304
714
在TiCl4中的溶解性
互溶
﹣
微溶
难溶
（1）氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。
已知：TiO2(s) +2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) △H1=+175.4kJ•mol﹣1
2C(s) + O2(g)=2CO(g) △H2=﹣220.9kJ•mol﹣1
①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4（g）和CO（g）的热化学方程式：　
②氯化过程中CO和CO2可以相互转化，根据如图判断：CO2生成CO反应的△H　 　0（填“＞”“＜”或“=”），判断依据：
③氯化反应的尾气须处理后排放，尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液，则尾气的吸收液依次是　
④氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗TiCl4混合液，则滤渣中含有　 　。
（2）精制过程：粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。示意图如下：
物质a是 ，T2应控制在　 　。
3.（14分）（2019•新课标Ⅰ-28）近期发现，是继、之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：
（1）下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是__________（填标号）。
A. 氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以
B. 氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸
C. 的氢硫酸和亚硫酸的分别为和
D. 氢硫酸的还原性强于亚硫酸
（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。
热化学硫碘循环水分解制氢系统（Ⅰ）
热化学硫碘循环硫化氢分解联产氢气、硫磺系统（Ⅱ）
通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制备的化学方程式分别为
、 ，制得等量所需能量较少的是 。
（3）与在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在时，将与充入的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为。
①的平衡转化率________%，反应平衡常数
②在重复实验，平衡后水的物质的量分数为，的转化率，该反应的。（填“”“”或“”）
③向反应器中再分别充入下列气体，能使转化率增大的是______（填标号）。
A. B. C. D.
4．（14分）（2019•新课标Ⅲ-29）砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途．回答下列问题：
（1）画出砷的原子结构示意图　 　。
（2）工业上常将含砷废渣（主要成分为As2S3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式 。该反应需要在加压下进行，原因是 。
（3）已知：As(s)+1.5H2(g) +2O2(g)=H3AsO4(s) △H1
H2(g)+0.5O2(g)=H2O(l) △H2
2As(s)+2.5O2(g)=As2O5(s) △H3
则反应As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)的△H= 。
（4）298K时，将20mL 3x mol•L﹣1 Na3AsO3、20mL 3x mol•L﹣1 I2和20mL NaOH溶液混合，发生反应：
AsO33﹣(aq)+I2(aq)+2OH﹣AsO43﹣(aq)+2I﹣(aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO43﹣)与反应时间（t）的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是 （填标号）。
a．溶液的pH不再变化
b．v(I﹣)=2v(AsO33﹣) c．c (AsO43﹣) /c (AsO33﹣)不再变化 d．c(I﹣) =y mol•L﹣1
②tm时，v正 v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。
③tm时v逆　 　 tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是
④若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为　 　。
5．（14分）（2019•新课标Ⅱ-27）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) △H1
已知：②C4H10(g) +0.5O2(g) =C4H8(g) +H2O(g) △H2=﹣119kJ•mol—1
③H2(g) +0.5O2(g) =H2O(g) △H3= - 242kJ•mol﹣1
反应①的△H1为 kJ•mol﹣1．图（a）是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x 0.1（填“大于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是 　（填标号）。
A.升高温度 B．降低温度 C．增大压强 D．降低压强
（2）丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b）为丁烯产率与进料气中n（氢气）/n（丁烷）的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是
（3）图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是
；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是 。
参考答案
1、【答案】C
【解析】A．反应③中的反应物为CO2、H2，由反应可知，反应①、②为反应③提供原料气，故A正确； B．反应③中的反应物为CO2，转化为甲醇，则反应③也是 CO2资源化利用的方法之一，故B正确；
C．由反应④可知，物质的量与热量成正比，且气态水的能量比液态水的能量高，则反应CH3OH(g)═0.5CH3OCH3(g)+0.5H2O(l)的△H≠d/2kJ•mol﹣1，故C错误；
D．由盖斯定律可知，②×2+③×2+④得到2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)，则△H=(2b+2c+d) kJ•mol﹣1，故D正确；
【考点】 盖斯定律及其应用；反应热和焓变；
【专题】 化学反应中的能量变化
【点评】本题考查反应热与焓变，为高频考点，把握反应的特点、反应中能量变化、盖斯定律应用为解答的关键，侧重分析能力和应用能力的考查，题目难度中等。
2．
【答案】⑴①TiO2(s)+2Cl2(g) +2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H=﹣45.5kJ•mol﹣1
②＞　 温度越高，CO的物质的量越多而CO2的物质的量少，说明CO2生成CO的反应是吸热反应 ③饱和食盐水、氯化亚铁溶液 ④TiO2、C
⑵SiCl4 136℃左右
【解析】解：由制备纯TiCl4的流程示意图，钛精矿与氯气、C发生氯化过程，反应为TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO，结合表格中数据可知，蒸馏得到纯TiCl4，
（1）①由I．TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) △H1=+175.4kJ•mol﹣1
II. 2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=﹣220.9kJ•mol﹣1，
结合盖斯定律可知，I+II得到TiO2(s)+2Cl2(g) +2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)，△H=(+175.4kJ•mol﹣1)+(﹣220.9kJ•mol﹣1)=﹣45.5kJ•mol﹣1， 即热化学方程式为:
TiO2(s)+2Cl2(g) +2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H=﹣45.5kJ•mol﹣1。
故答案为：TiO2(s)+2Cl2(g) +2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H=﹣45.5kJ•mol﹣1；
②因温度越高，CO的物质的量越多而CO2的物质的量少，说明CO2生成CO的反应是吸热反应，所以△H＞0，故答案为：＞；温度越高，CO的物质的量越多而CO2的物质的量少，说明CO2生成CO的反应是吸热反应；
③尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液，食盐水吸收HCl，氯化亚铁吸收氯气生成氯化铁，则尾气的吸收液依次是饱和食盐水、氯化亚铁溶液。故答案为：饱和食盐水、氯化亚铁溶液；
④由反应可知，氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗TiCl4混合液，则滤渣中含有TiO2、C，
故答案为：TiO2、C；
（2）粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4，由图及表格数据可知，先分离出SiCl4，后分离出TiCl4，则先控制温度T1为58℃左右时分离出物质a为SiCl4，控制温度T2为136℃左右时分离出纯TiCl4，故答案为：SiCl4；136℃左右．
【考点】盖斯定律与热化学方程式的书写； 氯及其化合物；铁及其化合物；金属综合；制备实验方案的设计
【专题】 无机实验综合
【点评】本题考查物质的制备实验，为高频考点，把握流程中发生的反应、混合物分离提纯、发生的反应为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意反应原理与实验的结合，题目难度不大。
3.
【答案】（1）D （2）

（3）① （或1/351） ②； ③B

改革开放的历史性标志是()。【解析】（1）酸性强弱可由“强酸制弱酸”、“同浓度导电能力”、“同浓度pH值”进行比较，不可由“还原性”比较。
（2）利用盖斯定律，系统Ⅰ三个热化学方程式加合，即得：

系统Ⅱ三个热化学方程式加合，即得：

（3）列“三段式”解题

有机化学试题及答案H2S(g) + CO2(g) COS(g) + H2O(g)

教师的专业成长pptn始 0.40 0.10 0 0

概率论期末试卷及答案△n x x x x
n平 0.40- x 0.10- x x x

水的物质的量分数为： 解得
①
②升温，水的物质的量分数升高，说明升温时平衡正移，则，
③不改变用量的条件下，平衡正移，即可使转化率增大，所以选B。
【考点】弱酸酸性强弱的比较；盖斯定律；化学平衡常数；化学平衡的相关计算。
【专题】化学反应原理专题

梦结束的地方阅读短文及答案【点评】本题考查较为综合，涉及元素周期律、热化学方程式以及化学平衡的影响因素和计算等问题，综合考查学生的分析能力和计算能力，注意把握盖斯定律的应用以及化学平衡三段式的计算方法，难度中等。

教师教育理念一句话4．

教师的情绪管理【答案】⑴

校长在家长会上的讲话⑵2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S 加压反应速率增大，而且平衡右移，可提高生产效率
⑶　2△H1﹣3△H2﹣△H3　

新时代的爱国主义⑷①ac ②大于③小于 tm时AsO43﹣浓度更小，反应速率更慢　④4y3/(x-y)2　
【解析】（1）砷元素原子序数为33，原子核外有四个电子层，最外层5个电子，据此写出原子结构示意图：

更基础更广泛更深厚的自信（2）工业上常将含砷废渣(主要成分为As2O3)制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫，砷元素化合价+3价变化为+5价，反应的化学方程式为2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4
+6S，增大压强，可增大反应速率，并使平衡正向移动，增大反应物的转化率，故答案为：2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S；加压反应速率增大，而且平衡右移，可提高生产效率；
（3）已知：①As(s)+1.5H2(g) +2O2(g)=H3AsO4(s)△H1 ②H2(g)+0.5O2(g)=H2O(l) △H2
③2As(s)+2.5O2(g)=As2O5(s) △H3 利用盖斯定律将①×2﹣②×3﹣③可得:
As2O5(s)+3H2O(l) =2H3AsO4(s) △H=2△H1﹣3△H2﹣△H3。
（4）①a．溶液pH不变时，则c(OH﹣)也保持不变，反应达到平衡状态，故a正确；
b．同一个化学反应，速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡，都存在v(I﹣)=2v c(AsO33﹣)，故b错误； c．(AsO43﹣) /c(AsO33﹣)不再变化，可说明各物质的浓度不再变化，反应达到平衡状态，故c正确； d．由图可知，当c(AsO43﹣)=y mol•L﹣1时，浓度不再发生变化，则达到平衡状态，由方程式可知此时c(I﹣) =2y mol•L﹣1，所以c(I﹣)=y mol•L﹣1时没有达到平衡状态，故d错误。 故答案为：ac；
②反应从正反应开始进行，tm时反应继续正向进行，则v正 大于 v逆，故答案为：大于；
③tm时比tn时浓度更小，则逆反应速率更小，故答案为：小于；tm时AsO43﹣浓度更小，反应速率更慢；
④反应前，三种溶液混合后，Na3AsO3的浓度为3xmol/L×(20÷(20+20+20)) =xmol/L，同理I2的浓度为xmol/L，反应达到平衡时，生产c(AsO43﹣)为ymol/L，则反应生产的c(I﹣)=2ymol/L，消耗的AsO33﹣、I2的浓度均为ymol/L，平衡时c c(AsO33﹣)=( x﹣y) mol/L，c(I2) =(x﹣y) mol/L，溶液中c(OH﹣) =1mol/L，则K= y×(2 y)2/[(x-y)×(x-y) 12]=4y3/(x-y)2
【考点】氧化还原反应；盖斯定律的应用； 化学平衡的影响因素。
【专题】 化学反应中的能量变化；化学平衡专题。
【点评】本题考查热化学方程式、化学平衡的计算以及影响因素等知识，侧重考查学生的分析能力、计算能力，题中易错点为（4），注意把握图象的分析以及数据的处理。
5．
【答案】⑴+123；小于；AD ⑵一开始充入氢气是为活化催化剂，故稍增大氢气的量能让丁烯产率增大，原料中过量H2会使反应①平衡逆向移动，所以丁烯产率下降； ⑶升高温度时，反应速率加快，单位时间产生丁烯更多；590℃前升高温度，反应①平衡正向移动； 高温则有更多的丁烷裂解生成副产物导致产率降低。
【解析】（1）根据盖斯定律，②式﹣③式可得①式的△H1；
（1）②C4H10(g) +0.5O2(g) =C4H8(g) +H2O(g) △H2=﹣119kJ•mol—1
③H2(g) +0.5O2(g) =H2O(g) △H3=﹣242kJ•mol﹣1
②﹣③得：C4H10(g) =C4H8(g) +H2(g) △H1=+123kJ•mol—1
由a图可知温度相同时，由0.1MPa变化到xMPa，丁烷转化率增大，即平衡正向移动，该反应是气体体积增大的反应，所以x的压强更小，x＜0.1；
由于反应①为吸热反应，温度升高时，平衡正向移动，丁烯的平衡产率增大，反应①正向进行时体积增大，减压时平衡正向移动，丁烯的平衡产率增大，因此AD正确。 故答案为：+123；小于；AD；
（2）丁烷分解产生丁烯和氢气，一开始充入氢气是为活化催化剂，同时氢气作为反应①的产物，增大氢气的量会促使平衡逆向移动，从而减少平衡体系中的丁烯的含量，使丁烯的产率降低 。 故答案为：原料中过量H2会使反应①平衡逆向移动，所以丁烯产率下降；
（3）590℃之前，温度升高时反应速率加快，单位时间内生成的丁烯会更多，同时由于反应①是吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡体系中会含有更多的丁烯；
而温度超过590℃时，由于丁烷高温会裂解生成短链烃类，所以参加反应①的丁烷也就相应减少，产率下降。故答案为：升高温度时，反应速率加快，单位时间产生丁烯更多；590℃前升高温度，反应①平衡正向移动；高温则有更多的丁烷裂解生成副产物导致产率降低。
【考点】 用盖斯定律进行有关反应热的计算； 化学平衡的影响因素。
【专题】 化学反应中的能量变化； 化学平衡专题。
【点评】本题考查盖斯定律以及化学平衡的影响因素，为高频考点，把握图象分析温度、压强对平衡移动的影响为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意化学平衡在实际生产中的应用，题目难度不大。
教育资源