2019年高考化学真题分类汇编专题08:反应热与焓变
试卷更新日期:2019-06-14 类型:二轮复习
一、单选题
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1. 氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是( )A、一定温度下,反应2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)能自发进行,该反应的ΔH<0 B、氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e−=4OH− C、常温常压下,氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2 , 转移电子的数目为6.02×1023 D、反应2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)的ΔH可通过下式估算: ΔH=反应中形成新共价键的键能之和−反应中断裂旧共价键的键能之和
二、实验探究题
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2. CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,充分利用碳资源。(1)、CaO可在较高温度下捕集CO2 , 在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4·H2O热分解可制备CaO,CaC2O4·H2O加热升温过程中固体的质量变化见下图。
①写出400~600 ℃范围内分解反应的化学方程式:。
②与CaCO3热分解制备的CaO相比,CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能,其原因是。
(2)、电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。①写出阴极CO2还原为HCOO−的电极反应式:。
②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是。
(3)、CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,其过程中主要发生下列反应:反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH =41.2 kJ·mol−1
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH =﹣122.5 kJ·mol−1
在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中:
CH3OCH3的选择性= ×100%
①温度高于300 ℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是。
②220 ℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3选择性的措施有。
3. 环戊二烯( )是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题:(1)、已知: (g) = (g)+H2(g) ΔH1=100.3 kJ·mol −1 ①H2(g)+ I2(g) =2HI(g) ΔH2=−11.0 kJ·mol −1 ②
对于反应: (g)+ I2(g) = (g)+2HI(g) ③ ΔH3=kJ·mol −1。
(2)、某温度下,等物质的量的碘和环戊烯( )在刚性容器内发生反应③,起始总压为105Pa,平衡时总压增加了20%,环戊烯的转化率为 , 该反应的平衡常数Kp=Pa。达到平衡后,欲增加环戊烯的平衡转化率,可采取的措施有(填标号)。A.通入惰性气体 B.提高温度
C.增加环戊烯浓度 D.增加碘浓度
(3)、环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是__________(填标号)。A、T1>T2 B、a点的反应速率小于c点的反应速率 C、a点的正反应速率大于b点的逆反应速率 D、b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L−1(4)、环戊二烯可用于制备二茂铁(Fe(C5H5)2结构简式为 ),后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。该电解池的阳极为 , 总反应为。电解制备需要在无水条件下进行,原因为。
4. 近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题:(1)、Deacon发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl) ∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:可知反应平衡常数K(300℃)K(400℃)(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0 , 根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的数据计算K(400℃)=(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是。
(2)、Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:CuCl2(s)=CuCl(s)+ Cl2(g) ΔH1=83 kJ·mol-1
CuCl(s)+ O2(g)=CuO(s)+ Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1
则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH= kJ·mol-1。
(3)、在一定温度的条件下,进一步提高HCl的转化率的方法是。(写出2种)
(4)、在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案,主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示:负极区发生的反应有(写反应方程式)。电路中转移1 mol电子,需消耗氧气L(标准状况)
三、综合题
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5. 氢能源是最具有应用前景的能源之一,高纯氢的制备是目前的研究热点。(1)、甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。
①反应器中初始反应的生成物为 和 ,其物质的量之比为4:1,甲烷和水蒸气反应的方程式是。
②已知反应器中还存在如下反应:
i.
ii.
iii. ·
Ⅲ为积碳反应,利用 和 计算 时,还需要利用 反应的
③反应物投料比采用 ,大于初始反应的化学计量数之比,目的是(选填字母序号)
a.促进 转化
b.促进 转化为
c.减少积碳生成
④用 可以去除 。 体积分数和 消耗率随时间变化关系如下图所示。
从 时开始, 体积分数显著降低,单位时间 消耗率(填“升高”“降低”或“不变”)。此时 消耗率约为 ,但已失效,结合化学方程式解释原因:。
(2)、可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如下。通过控制开关连接 或 ,可交替得到 和 。①制 时,连接。
产生 的电极方程式是。
②改变开关连接方式,可得 。
③结合①和②中电极3的电极反应式,说明电极3的作用:。
6. 多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。回答下列问题:
(1)、Ⅰ.硅粉与 在300℃时反应生成 气体和 ,放出 热量,该反应的热化学方程式为。 的电子式为。(2)、Ⅱ.将 氢化为 有三种方法,对应的反应依次为:①
②
③
氢化过程中所需的高纯度 可用惰性电极电解 溶液制备,写出产生 的电极名称(填“阳极”或“阴极”),该电极反应方程式为。
(3)、已知体系自由能变 , 时反应自发进行。三个氢化反应的 与温度的关系如图1所示,可知:反应①能自发进行的最低温度是;相同温度下,反应②比反应①的 小,主要原因是。(4)、不同温度下反应②中 转化率如图2所示。下列叙述正确的是(填序号)。a.B点: b. :A点 点 c.反应适宜温度: ℃
(5)、反应③的 (用 , 表示)。温度升高,反应③的平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。(6)、由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除 、 和 外,还有(填分子式)。
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