北京市2019届高三三轮冲刺复习：考点突破——反应热和化学平衡相关大题 word版含答案.doc

1北京市北京市 2019 届高三三轮冲刺：考点突破届高三三轮冲刺：考点突破反应热和化学平衡相关大题反应热和化学平衡相关大题（20182018 高考）高考）1近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程 如下：（1）反应：2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) H1=+551 kJ·mol1反应：S(s)+O2(g)SO2(g) H3=297 kJ·mol1反应的热化学方程式：_ _。（2）对反应，在某一投料比时，两种压强下，H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。p2_p 1（填“”或“” ） ，得出该结论的理由是_。（2017 高考）高考）2TiCl4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SiCl4TiCl4AlCl3FeCl3MgCl2沸点/58136181（升华）3161412熔点/6925193304714在 TiCl4中的溶解性互溶微溶难溶2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)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) H1=+175.4 kJ·mol-12C(s)+O2(g)=2CO(g) H2=-220.9 kJ·mol-1 沸腾炉中加碳氯化生成 TiCl4(g)和 CO(g)的热化学方程式：_。 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：_。（2015 高考）高考）3氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，以太阳能为热能，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：O2H2 H2SO4SO2HII2H2O反应反应反应反应：2H2SO4(l)=2SO2(g) + O2(g) +2H2O(g) H=+550kJmol1它由两步反应组成：i. H2SO4(l) =SO3(g) +H2O(g) , H=+177kJmol1ii. SO3(g)分解。L(Ll, L2),X 可分别代表压强或温度，下图表示 L 一定时，ii 中 SO3(g)的平衡转化率随 X 的变化关系。（1）X 代表的物理量是 。（2）判断 Ll，L2的大小关系，并简述理由: 。（19 西城二模）西城二模）4. CO2甲烷化是一种实现 CO2资源化利用的有效途径。CO2甲烷化过程发生反应：CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) H（1）每生成 1mol CH4(g)，放热 165 kJ，则 H_。Ox100SO3平衡转化率%L2L13（2）反应的平衡常数的表达式：K_。温度升高，K_（填“增大”或“减小” ） 。（3）其他条件不变时，一段时间内，压强对 CO2的转化率及 CH4的选择性的影响如下图。注：选择性转化为目标产物的原料量÷原料总的转化量CO2甲烷化反应选择 0.1MPa 而不选择更高压强的原因是_。（19 顺义二模）顺义二模）5.（1）已知：SO2生成 SO3总反应方程式是2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) H196.6 kJ/mol此反应可通过如下两步完成：2NO(g)O2 (g ) 2NO2(g) H1113 kJ/molNO2(g)SO2(g) SO3(g)NO(g) H2_。（2）一定温度下，向 2 L 恒容密闭容器中充入 NO2和 SO2各 1 mol，5min 达到平衡，此时容器中 NO2和 NO 的浓度之比为 13，则 NO2的平衡转化率是_。（19 朝阳一模）朝阳一模）6脱除烟气中的氮氧化物（主要是指 NO 和 NO2）可以净化空气、改善环境，是环境保护的主要课题。以漂粉精溶液为吸收剂脱除烟气中的 NO，相关热化学方程式如下：4NO(g) + 3O2(g) + 2H2O(l) = 4HNO3(aq) H1 =423 kJ·mol-1 Ca(ClO)2(aq) = CaCl2(aq) + O2(g) H2 =120 kJ·mol-1 3Ca(ClO)2(aq) + 4NO(g) + 2H2O(l) = 4HNO3(aq) + 3CaCl2(aq) H3 （1） H3 = kJ·mol-1 。（2）反应的平衡常数随温度升高的变化趋势是 。（19 石景山一模）石景山一模）7尿素CO(NH2)2 是首个由无机物合成的有机化合物，通常用作植物的氮肥。4合成尿素的主要反应如下：i. 2NH3(l) + CO2(g)(l)（氨基甲酸铵） Ha kJ/molCH2NO ONH4ii. (l)(l) + H2O(l) H+b kJ/molCH2NO ONH4CH2NO NH2iii. 2（缩二脲）+NH3 （副反应，程度较小）CH2NO NH2CH2NO NH CO NH2（1）CO2和 NH3合成尿素的热化学方程式为 。（2）工业上提高氨碳比（） ，可以提高尿素的产率，结合反应 iiii，解释尿素产率提高n (NH3) n (CO2)的原因 。（19 门头沟一模）门头沟一模）8.CO2的排放会带来全球“温室”效应，因此，引起国际关注和研究，渴望 21世纪 CO2将作为新碳源被广泛使用。（1）以 CO2 和 H2 为原料可得到 CH4 燃料。已知： CH4 (g) + CO2(g) = 2CO(g) + 2H2(g) H1= + 247kJ·mol-1 CH4 (g) + H2O(g) = CO(g) + 3H2(g) H2= + 205kJ·mol-1 写出由CO2 获得 CH4的热化学方程式： 。（2）CO2与 CH4经催化重整可制得合成气：CH4(g)+CO2(g) = CO(g)+2H2(g) 按一定体积比加入 CH4和 CO2，在恒压下发生反应，温度对 CO 和 H2产率影响如图 1 所示。此反应优选温度为 900的原因是 。（3）以二氧化钛表面覆盖的 Cu2Al2O4为催化剂，可以将 CO2和 CH4直接转化成乙酸。 催化剂的催化效率与乙酸的生成速率随温度的变化关系如图 2 所示。250300时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是 。 为了提高该反应中 CH4的转化率，可以采取的措施是 (写出两种) 。（19 朝阳期末）朝阳期末）9氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，CH4H2O 催化重整是目前大规模制取氢气的重要方法。 图 1图 25（1）CH4H2O 催化重整：反应：CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) H1 = + 210 kJ·mol-1反应: CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) H2 =41 kJ·mol-1 提高 CH4平衡转化率的条件是 。a增大压强 b加入催化剂 c增大水蒸气浓度 CH4、H2O 催化重整生成 CO2、H2的热化学方程式是 。 在密闭容器中，将2.0 mol CO 与8.0 mol H2O 混合加热到800发生反应，达到平衡时CO 的转化率是80%，其平衡常数为 。（2）实验发现，其他条件不变，相同时间内，向催化重整体系中投入一定量的 CaO 可以明显提高 H2的百分含量。做对比实验，结果如下图所示： 投入CaO 时，H2百分含量增大的原因是： 。 投入纳米CaO 时，H2百分含量增大的原因是： 。（19 西城期末）西城期末）10. 已知下列反应：SO2(g) + 2OH (aq) = SO32 (aq) + H2O(l) H1164.3 kJ·mol 1CO2(g) + 2OH (aq) = CO32 (aq) + H2O(l) H2109.4 kJ·mol 12HSO3 (aq) = SO32 (aq) + SO2(g) + H2O(l) H3+34.0 kJ·mol 1（1）吸收塔中 Na2CO3溶液吸收 SO2生成 HSO3的热化学方程式是_ _。（2）吸收塔中的温度不宜过高，可能的原因是_ _（写出 1 种即可） 。（19 期末）期末）11.天然气是一种清洁能源，用途广泛。工业上可用焦炉煤气（主要成分为 CO、CO2和 H2）制备天然气。已知：I. CO(g) + 3H2(g) = CH4(g) + H2O(g) H1= -206 kJ/molII. CO(g) + H2O(g) = H2(g) + CO2(g) H2= -41 kJ/mol（1） CO2转化为 CH4的热化学方程式是： 。（2）有利于提高反应 I 中 CO 的平衡转化率的措施有： 。a. 使用催化剂 b. 升高温度 c. 及时导出水蒸气6（18 海淀）海淀）12. 氢气是一种理想的绿色能源。利用生物质发酵得到的乙醇制取氢气，具有良好的应用前景。乙醇水蒸气重整制氢的部分反应过程如下图所示：已知：反应 I 和反应 II 的平衡常数随温度变化曲线如右图所示。（1）反应 I 中，1 molCH3CH2OH(g)参与反应后的热量变化是 256 kJ。H2O 的电子式是 。反应 I 的热化学方程式是 。（2）反应 II，在进气比n(CO) : n(H2O)不同时，测得相应的 CO 的平衡转化率见下图（各点对应的反应温度可能相同，也可能不同） 。图中 D、E 两点对应的反应温度分别为 TD和 TE。判断：TD TE（填“”） 。经分析，A、E 和 G 三点对应的反应温度相同，其原因是 A、E 和 G 三点对应的 相同。当不同的进气比达到相同的 CO 平衡转化率时，对应的反应温度和进气比的关系是 。（18 东城）东城）13.半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分为 H2、CO、CO2、N2和 H2O(g)。半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料。步骤，CO 变换反应的能量变化如下图所示：CO 变换CO2脱除H2、CO、CO2、N2、H2O(g )H2、N2、CO2H2、N2 7（1）CO 变换反应的热化学方程式是 。（2）一定条件下，向体积固定的密闭容器中充入 aL 半水煤气，发生 CO 变换反应。测得不同温度（T1、T2）下氢气的体积分数 (H2)与时间的关系如下所示。T1、T2的大小关系及判断理由是 。请在上图中画出：其他条件相同时，起始充入 0.5aL 半水煤气，T2温度下氢气的体积分数 (H2)随时间的变化曲线。（18 西城）西城）14以铝土矿（主要成分为 Al2O3）为原料，用真空氯化亚铝（AlCl）歧化法，无需进行分离提纯，直接制备金属 Al。其反应过程主要由两步组成，如下图：（1）已知：Al2O3 (s) + 3C (s)2Al (l) + 3CO (g)H+1346 kJ·mol13AlCl (g)AlCl3 (g) + 2Al (l)H140 kJ·mol1第一步反应的热化学方程式是_。第二步 AlCl 分解反应的化学平衡常数 K 随温度升高而_（填“增大” 、 “不变”或“减小” ） 。（2）第一步是可逆反应，选择在接近真空条件下进行，其原因是_。8参考答案参考答案1. （1）3SO2(g)+2H2O (g)2H2SO4 (l)+S(s) H2=254 kJ·mol1（2）> 反应是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强使反应正向移动，H2SO4 的物质的量增大，体系总物质的量减小，H2SO4的物质的量分数增大2. （1）TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) H=-45.5 kJ/mol（2）> 随温度升高，CO 含量增大，说明生成 CO 的反应是吸热反应3. （1）压强 （2）L2L1 2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) =+196kJmol1 根据压强增大，平衡逆向移动，确定 X 为压强，再由于反应吸热，所以在压强不变时，温度升高，平衡正向移动，所以 L2L1 4. （1）165 kJ·mol1（2） 减小（3）在 0.1MPa，CO2的转化率及 CH4的选择性较高，加压 CO2的转化率及 CH4的选择性变化不大，且加压会增大投资和能耗5. （1）41.8 kJ/mol （2）75%6. （1） （2） 变小 1783 kJ mol7. （1）2NH3(l) +CO2(g)(l) +H2O(l) H =(b-a)kJ/molCH2NO NH2（2）提高氨碳比（）有利于反应 i、ii 正向移动，促进甲基甲酸铵分解生成尿素，有利n (NH3) n (CO2)于反应逆向移动，抑制副反应的发生，从而提高尿素产率8. （1） CO2(g)+ 4H2(g) = CH4(g) + 2H2O(g) H1 = -163 kJ/mo1 （2）900 时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，但能耗升高，经济效益降低 （3） 温度超过 250时，催化剂的催化效率降低 增大体系压强、增大 CO2的浓度 9 （1） c CH4(g) + 2H2O CO2(g) + 4H2(g) H = +169 kJ· mol-1 1 （2） CaO 可吸收，c()减小，使生2CO2CO成的反应正向移动，百分含量增大2H2H9 纳米 CaO 颗粒小，表面积大，使反应速率加快 10.（1）2SO2(g) + CO32 (aq) + H2O(l) = 2HSO3(aq) + CO2 (g) H 88.9 kJ·mol 1 （2）防止 SO2的溶解度下降；防止 HSO3受热分解；防止 HSO3的氧化速率加快等 11.（1） CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) H= -165 kJ/mol （2）c 12.（1）HHO CH3CH2OH(g) + H2O(g) = 4H2(g) + 2CO(g) H= +256 kJ·mol-1（2）<化学平衡常数 进气比越大，反应温度越低13.（1）CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) H =-36 kJ/mol（2）.T2T1，相同条件下，温度越高反应速率越快，达到化学平衡的时间越短（CO 变换反应是放热反应，温度升高时 H2的体积分数减小）. 14.（1）Al2O3(s) + 3C(s) + AlCl3(g) = 3AlCl(g) + 3CO(g) H+1486 kJ·mol1减小（2）第一步反应是气体分子数增加的反应，降低压强，利于生成 AlCl