高中化学选修四期末专题复习一化学反应中的能量变化.docx

高中化学选修四期末专题复习一化学反应中的能量变化
1．已知下列反应的热化学方程式：
6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l) △H1
2 H2(g)+ O2(g)= 2H2O(g) △H2
C(s)+ O2(g)=CO2(g) △H3
则反应4C3H5(ONO2)3(l)= 12CO2(g)+10H2O(g) + O2(g) +6N2(g)的△H为
A．12△H3+5△H2-2△H1 B．2△H1-5△H2-12△H3
C．12△H3-5△H2-2△H1 D．△H1-5△H2-12△H3
2．已知：P4(g)+6Cl2(g)＝4PCl3(g) △H＝a kJ∙mol—1
P4(g)+10Cl2(g)＝4PCl5(g) △H＝b kJ∙mol—1
P4具有正四面体结构，PCl5中P－Cl键的键能为c kJ∙mol—1，PCl3中P－Cl键的键能为1.2c kJ∙mol—1。
下列叙述正确的是
A．P－P键的键能大于P－Cl键的键能 B．可求Cl2(g)+ PCl3(g)＝4PCl5(g)的反应热△H
C．Cl－Cl键的键能为(b－a+5.6c)/4 kJ∙mol—1 D．P－P键的键能为(5a－3b+12c)/8 kJ∙mol—1
3．在1200℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应
H2S（g）+ 3/2O2(g)=SO2(g)+H2O(g) △H1
2H2S(g)+SO2(g)= 32S2(g)+2H2O(g) △H2
H2S(g)+ 12O2(g)=S(g)+H2O(g) △H3
2S(g) =S2(g) △H4
则△H4的正确表达式为
A.△H4＝3/2（△H1＋△H2－3△H3） B.△H4＝3/2（3△H3－△H1－△H2）
C.△H4＝3/2（△H1＋△H2＋3△H3） D.△H4＝3/2（△H1－△H2－3△H3）
4．氢氟酸是一种弱酸，可用来刻蚀玻璃。已知25℃时
①HF(aq)+OH—(aq)＝F—(aq)+H2O(l) △H＝—67.7KJ·mol—1
②H+(aq)+OH—(aq)＝H2O(l) △H＝—57.3KJ·mol—1
在20mL0.1·molL—1氢氟酸中加入VmL0.1mol·L—1NaOH溶液，下列有关说法正确的是
A．氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为：HF(aq)＝H+(aq) +F−(aq) △H＝+10.4KJ·mol—1
B．当V＝20时，溶液中：c(OH—)＝c(HF) +c(H+)
C．当V＝20时，溶液中：c(F—)＜c(Na+)＝0.1mol·L—1
D．当V＞0时，溶液中一定存在：c(Na+)＞c(F—)＞c(OH—)＞c(H+)
5．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S-F键。已知：1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1molF-F、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)＋3F2(g)=SF6(g)的反应热△H为
A. −1780kJ/mol B. −1220 kJ/mol C.−450 kJ/mol D. +430 kJ/mol
6．25 ℃，101 k Pa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ/mol，辛烷的燃烧热为5518 kJ/mol。下列热化学方程式书写正确的是
A.2H+(aq) +SO42－(aq)+Ba2＋(aq)+2OH—(aq)=BaSO4(s)+2H2O(1) △H =−57.3 kJ/mol
B.KOH(aq)+1/2 H2SO4(aq)=1/2 K2SO4(aq)+H2O(I) △H =−57.3kJ/mol
C.C8H18(I)+ 25/2 O2 (g)=8CO2 (g)+ 9H2O △H =−5518 kJ/mol
D.2C8H18(g)+25O2 (g)=16CO2 (g)+18H2O(1) △H =−5518 kJ/mol
7．二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源，由合成气（组成为H2、CO、和少量CO2）直接制备二甲醚，其中主要过程包括以下四个反应：
甲醇合成反应：
①CO(g）+ 2H2(g)＝CH3OH(g)             △H1=−90.1 kJ·mol-1
②CO2(g)+ 3H2(g)＝CH3OH(g)+H2O(g)        △H2=−49.0 kJ·mol-1
水煤气变换反应：
③CO(g) + H2O (g)＝CO2(g)+H2(g)           △H3= −41.1 kJ·mol-1
二甲醚合成反应：
④2CH3OH(g)＝CH3OCH3(g)+H2O(g)           △H4= −24.5 kJ·mol-1
⑴Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是                               （以化学方程式表示） 。
⑵分析二甲醚合成反应④对于CO转化率的影响                        。
⑶由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为                。
⑷有研究者在催化剂（含Cu-Zn-Al-O和Al2O3），压强为5.0MPa的条件下由H2和CO直接制备二甲醚，结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是 。

⑸二甲醚直接燃料电池具有启动快，效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃烧燃料电池（5.93kW·h·kg-1），若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为 。
一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生 个电子的电量；该电池理论输出电压1.20V，能量密度E= （列式计算，能量密度=电池输出电能/燃料质量，1kW·h=3.6×105J ）
8．氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用。回答下列问题：
(1)氮元素原子的L层电子数为 ；
(2) NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4)，该反应的化学方程式为 ；
(3)肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知：①N2(g)+2O2(g) = N2O4(l) ΔH1= −19.5kJ∙mol－1
②N2H4(l) + O2 (g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2 = −534.2 kJ·mol－1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式 ；
(4)肼一空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为 。
9．金属钨用途广泛，主要用于制造硬质或耐高温的合金，以及灯泡的灯丝。高温下密闭容器中用H2还原WO3可得到金属钨，其总反应为： WO3(s)+3H2(g)W (s) +3H2O (g)
请回答下列问题：
⑴上述反应的化学平衡常数表达式为 。
⑵某温度下反应达到平衡时，H2与水蒸气的体积比为2:3，则H2的平衡转化率为 ；随着温度的升高，H2与水蒸气的体积比减小，则该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
⑶上述总反应过程大致分为三个阶段，各阶段主要成分与温度的关系如下表所示：
温度
25 ℃～550 ℃～600 ℃～700 ℃
主要成分
WO3 W2O5 WO2 W
第一阶段反应的化学方程式为 ；580 ℃时，固体物质的主要成分为 ；假设WO3完全转化为W，则三个阶段消耗H2物质的量之比为 。
⑷已知：温度过高时，WO2(s)转变为WO2(g)：
WO2(s)+2H2(g) W(s)+2H2O (g) ∆H＝+66.0 kJ/mol
WO2(g)+2H2(g) W(s)+2H2O (g) ∆H＝－137.9 kJ/mol
则WO2(s) WO2(g)的∆H＝ 。
⑸钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发，使灯丝变细，加入I2可延长灯管的使用寿命，其工作原理为：W(s)+ 2 I2 (g) WI4 (g)。下列说法正确的有 。
a．灯管内的I2可循环使用
b．WI4在灯丝上分解，产生的W又沉积在灯丝上
c．WI4在灯管壁上分解，使灯管的寿命延长
d．温度升高时，WI4的分解速率加快，W和I2的化合速率减慢
10．光气( COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下CO与C12在活性炭催化下合成。
(1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为 ；
(2)工业上利用天然气（主要成分为CH4）与CO2进行高温重整制备CO，已知CH4、H2 和CO的燃烧热(△H)分别为−890.3kJ∙mol−1、−285. 8 kJ∙mol−1和−283.0 kJ∙mol−1，则生成1m3（标准状况）CO所需热量为 ；
(3)实验室中可用氯仿(CHC13)与双氧水直接反应制备光气，其反应的化学方程式为
；
(4)COCl2的分解反应为COCl2(g) ＝Cl2(g)＋CO(g) △H=＋108kJ·mol－1 。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下同所示（第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出）：
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
Cl2
CO
COCl2
t/min
c/mol·L−1

①计算反应在第8 min时的平衡常数K= ；
②比较第2 min反应温度T(2)与第8min反应温度T(8)的高低：T(2) ____ T(8)（填“<”、“>”或“=”）；
③若12min时反应于温度T(8)下重新达到平衡，则此时c(COCl2)= mol·L－1；
④比教产物CO在2−3 min、5−6 min和12−13 min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2−3)、v(5−6)、v(12−13)表示]的大小 ；
⑤比较反应物COCl2在5−6min和15−16 min时平均反应速率的大小： v(5−6) v(15−16)（填“<”、“>”或“=”），原因是 。
11．氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知：CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g) △H＝+206.2kJ·mol－1
CH4(g)＋CO2(g)＝2CO(g)＋2H2(g) △H＝－247.4 kJ·mol－1
2H2S(g)＝2H2(g)＋S2(g) △H＝+169.8 kJ·mol－1
(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(2)H2S热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分H2S燃烧，其目的是
。燃烧生成的SO2与H2S进一步反应，生成物在常温下均非气体，写出该反应的化学方程式： 。
(3)H2O的热分解也可得到H2，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图11所示。图中A、B表示的物质依次是 。

(4)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图12（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。电解时，阳极的电极反应式为 。
(5)Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时，Mg2Cu与H2反应，生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物（其中氢的质量分数为0.077）。Mg2Cu与H2反应的化学方程式为
。
12．用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术。反应①为主反应，反应②和③为副反应。
①CaSO4(s)＋CO(g)CaS(s)＋CO2(g)　 ΔH1＝－47.3 kJ·mol－1
②CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)　ΔH2＝＋210.5 kJ·mol－1
③CO(g)C(s)＋CO2(g)　ΔH3＝－86.2 kJ·mol－1
反应2CaSO4(s)＋7CO(g)CaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g) ＋C(s)＋SO2(g)的

ΔH＝ (用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。