高考二轮复习知识点:吸热反应和放热反应2
试卷更新日期:2023-07-30 类型:二轮复习
一、选择题
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1. 恒容密闭容器中, 在不同温度下达平衡时,各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是( )A、该反应的 B、a为 随温度的变化曲线 C、向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动 D、向平衡体系中加入 的平衡转化率增大2. 下列有热量放出的过程是( )A、浓硫酸稀释 B、冰融化 C、石灰石高温分解 D、断开H2中的H-H键3. 如图所示为某储氢合金的吸氢过程,已知储氢合金在吸氢时放热。下列说法正确的是( )A、H2以分子形式存在于储氢合金中 B、储氢合金在吸氢时体系能量升高 C、β相金属氢化物的释氢过程不破坏化学键 D、利用储氢合金可制备超高纯H24. 在一定温度压强下,依据图示关系,下列说法错误的是( )A、 B、1mol C(石墨)和1mol C(金刚石)分别与足量反应全部转化为(g),前者放热多 C、 D、化学反应的△H,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关5. 已知:25℃、101kPa下:
I.2Na(s)+O2(g)=Na2O(s) △H=-412kJ·mol-1II.2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s) △H=-511kJ·mol-1
III.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566kJ·mol-1
IV.Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(g)+O2(g) △H=-226kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A、相同条件下,1mol[2Na(s)+O2(g)]的能量小于1mol[Na2O2(s)]的能量 B、低温不利于CO与Na2O2自发生成碳酸钠 C、反应I的活化能小于反应II的活化能 D、Na2O不可能分解为Na2O2和Na6. 羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂,能防止某些害虫和真菌的危害。在一定条件下,将CO与H2S以体积比1:2置于某刚性密闭容器中发生下列反应:CO(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2(g)。下列说法正确的是( )A、升高温度,H2S的浓度增大,表明该反应是吸热反应 B、通入CO后,正反应速率逐渐增大,逆反应速率不变 C、COS与H2的体积比保持不变时,说明反应达到平衡状态 D、向反应器中再通入CO,能使H2S的转化率增大7. “神舟十三号”乘组航天员在空间站进行了三次“天宫授课”。以下实验均在太空中进行,下列说法正确的是( )A、“泡腾片实验”中,柠檬酸与小苏打反应时,有电子的转移 B、“太空冰雪实验”中,过饱和乙酸钠溶液结晶,该过程放出热量 C、“太空五环实验”中,向乙酸溶液中滴加甲基橙溶液后变成黄色 D、“水油分离实验”中,不需其他操作,静置即可实现水和油的分离8. 臭氧层中O3分解过程如图所示,下列说法正确的是( )A、催化反应①②均为放热反应 B、决定O3分解反应速率的是催化反应② C、E1是催化反应①对应的正反应的活化能,(E2+E3)是催化反应②对应的逆反应的活化能 D、温度升高,总反应的正反应速率的增加幅度小于逆反应速率的增加幅度,且平衡常数增大9. 在298K、101kPa下,合成氨反应的能量变化图如图所示(图中“吸”表示在催化剂表面的吸附)。下列说法中正确的是( )A、图中决速步骤的反应方程式为 B、该历程中最大能垒(活化能)E=295kJ/mol C、合成氨工业中采用循环操作,主要目的是增大化学反应速率 D、该反应为放热反应,所以反应中温度越低越好10. N2(g)与H2(g)化合生成NH3(g)的能量变化如图,下列说法正确的是( )A、N2与H2的键能数值总和为1080 B、N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+46 kJ C、1 mol H2(g)的能量比2 mol H(g)的能量低 D、若使用催化剂会改变反应的热效应11. 有关反应热效应的说法正确的是( )A、常温下自发进行的反应也可以是吸热反应 B、氧化还原反应都属于放热反应 C、有催化剂参与的反应是放热反应 D、有化学键断裂的反应是吸热反应12. 下列过程吸收热量的是( )A、大理石受热分解 B、食物腐败 C、铝热反应 D、浓硫酸稀释13. 下列变化一定为放热反应的是( )A、碳酸钙分解 B、水蒸气液化 C、双氧水分解 D、氯化铵溶于水14. 臭氧层中某转化过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )A、经过催化过程,反应热效应不变 B、是该反应的催化剂 C、催化过程中反应①②均为放热反应 D、该转化过程总反应为15. 向恒容的密闭容器中充入a mol CO和b mol ,发生反应: , 的平衡转化率如图所示,下列说法正确的是( )A、150℃时,若该反应的平衡常数 ,则 B、该反应为吸热反应 C、若一段时间后, 保持不变,则该反应达到平衡状态 D、平衡后,向容器中再通入a mol CO, 逐渐增大16. 苯与的催化反应历程如图所示。关于该反应历程,下列说法错误的是 ( )A、苯与的加成反应为吸热反应 B、除去产物溴苯中混有的一定量的溴,可以加氢氧化钠溶液,再通过分液的方法除去 C、苯与的催化反应决速步伴随着极性键的断裂与形成 D、从反应速率的角度分析,产物中取代产物占比更大17. 人类文明的进化得益于化学的发展。下列有关历史事件描述中涉及的化学知识错误的是( )选项
历史事件描述
化学知识
A
石器时代:古人钻木取火
燃烧属于放热反应
B
青铜时代:用孔雀石[Cu2(OH)2CO3]炼制金属铜
Cu为还原产物
C
蒸汽时代:通过煤的干馏制取焦炭
煤的干馏属于物理变化
D
原子能时代:H、H可用于制造氢弹
H、H互为同位素
A、A B、B C、C D、D18. 下列有关物质和反应的叙述中,正确的是( )A、反应的 B、为了增强溶液的氧化性,可选用浓盐酸进行酸化 C、电解饱和NaCl溶液制取氯气时,可用铁作阳极、石墨作阴极 D、浓盐酸与足量共热反应,可生成二、多选题
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19. 工业上利用与为原料制备 , 发生反应、 , 在密闭容器中,原料为1∶1时,部分物质变化曲线如图所示,下列说法正确的是( )A、生成的反应为吸热反应 B、一定温度下,气体总压不变反应达平衡状态 C、应在低温下进行反应以提高产出效率 D、当温度为450℃时,转化率为67.5%20. 氢能是清洁的绿色能源。现有一种太阳能两步法甲烷蒸气重整制氢工艺,反应原理为
第Ⅰ、Ⅱ步反应的关系如图所示。下列有关说法正确的是( )
A、 B、1000℃时,反应平衡常数 C、1000℃时,第Ⅰ步反应平衡时的平衡分压 , 则第Ⅰ步反应平衡时混合气体中的体积分数为58.8% D、改变反应历程,降低了反应活化能,提升了反应物的平衡转化率21. 水煤气变换反应为:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)。我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。下列说法正确的是( )A、水煤气变换反应的△H>0 B、步骤③的化学方程式为:CO·+OH·+H2O(g)=COOH·+H2O· C、步骤⑤只有非极性键H-H键形成 D、该历程中最大能垒(活化能)E正=2.02eV22. (多选)如图所示,在101kPa时,△H1=﹣393.5kJ•mol﹣1 , △H2=﹣395.4kJ•mol﹣1 , 下列说法正确的是( )A、石墨的燃烧热为393.5kJ/mol B、石墨转变成金刚石需要吸收能量,是物理变化 C、石墨比金刚石稳定 D、1mol金刚石与1molO2的总能量低于1molCO2的总能量23. 已知25℃、101kPa条件下:4Al(s)+3O2(g)═2Al2O3(s),△H=﹣2834.9kJ/mol;4Al(s)+2O3(g)═2Al2O3(s),△H=﹣3119.1kJ/mol.由此得出的正确结论是( )A、等质量的O2比O3能量低,由O2变O3为放热 B、O3比O2稳定,由O2变O3为放热 C、等质量的O2比O3能量高,由O2变O3为吸热 D、O2比O3稳定,由O2变O3为吸热三、非选择题
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24. 反应在工业上有重要应用。(1)、该反应在不同温度下的平衡常数如表所示。
温度/℃
700
800
830
1000
平衡常数
1.67
1.11
1.00
0.59
①反应的△H0(填“>”“<”或“=”)。
②反应常在较高温度下进行,该措施的优缺点是。
(2)、该反应常在Pd膜反应器中进行,其工作原理如图所示。①利用平衡移动原理解释反应器存在Pd膜时具有更高转化率的原因是。
②某温度下,H2在Pd膜表面上的解离过程存在如下平衡: , 其正反应的活化能远小于逆反应的活化能。下列说法错误的是。
A.Pd膜对气体分子的透过具有选择性
B.过程2的△H>0
C.加快Pd膜内H原子迁移有利于H2的解离
D.H原子在Pd膜表面上结合为H2的过程为放热反应
③同温同压下,等物质的量的CO和H2O通入无Pd膜反应器,CO的平衡转化率为75%;若换成Pd膜反应器,CO的平衡转化率为90%,则相同时间内出口a和出口b中H2的质量比为。
(3)、该反应也可采用电化学方法实现,反应装置如图所示。①固体电解质采用(填“氧离子导体”或“质子导体”)。
②阴极的电极反应式为。
③同温同压下,相同时间内,若进口Ⅰ处n(CO):n(H2O)=a:b,出口Ⅰ处气体体积为进口Ⅰ处的y倍,则CO的转化率为(用a,b,y表示)。
25. 主要成分为的工业废气的回收利用有重要意义。(1)、回收单质硫。将三分之一的燃烧,产生的与其余混合后反应:在某温度下达到平衡,测得密闭系统中各组分浓度分别为、、 , 计算该温度下的平衡常数K=。
(2)、热解制。根据文献,将和的混合气体导入石英管反应器热解(一边进料,另一边出料),发生如下反应:Ⅰ
Ⅱ
总反应:
Ⅲ
投料按体积之比 , 并用稀释;常压、不同温度下反应相同时间后,测得和的体积分数如下表:
温度/
950
1000
1050
1100
1150
0.5
1.5
3.6
5.5
8.5
0.0
0.0
0.1
0.4
1.8
请回答:
①反应Ⅲ能自发进行的条件是。
②下列说法正确的是。
A.其他条件不变时,用替代作稀释气体,对实验结果几乎无影响
B.其他条件不变时,温度越高,的转化率越高
C.由实验数据推出中的键强于中的键
D.恒温恒压下,增加的体积分数,的浓度升高
③若将反应Ⅲ看成由反应Ⅰ和反应Ⅱ两步进行,画出由反应原料经两步生成产物的反应过程能量示意图。
④在、常压下,保持通入的体积分数不变,提高投料比 , 的转化率不变,原因是。
⑤在范围内(其他条件不变),的体积分数随温度升高发生变化,写出该变化规律并分析原因。
26. 尿素和氨气对于提高农作物产量和品质有重要作用,合成尿素的反应为:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(l),完成下列填空:(1)、该反应的化学平衡常数表达式为。(2)、在恒定温度下,将NH3和CO2按物质的量之比2:1充入固定体积为10L的密闭容器,经20min达到平衡,此时固体质量增加120g。用CO2表示20min内的化学反应速率为。(3)、合成尿素时不同温度下CO2转化率变化曲线如图:该反应正方向为热反应(选填“吸”或“放”)。a、b、c三点对应温度下的平衡常数大小关系如何:(用Ka、Kb、Kc表示),理由为。
27. 工业上可用O2将HCl转化为Cl2 , 反应为:O2(g)+4HCl(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)。请完成下列填空:(1)、该反应化学平衡常数K的表达式为;实验测得P0压强下,HCl平衡转化率α(HCl)随反应温度T的变化如图所示,则正反应是反应(填“吸热”或者“放热”)。(2)、写出一种能提高HCl转化率的方法。(3)、上述实验中若压缩体积使压强由P0增大至P1 , 在图中画出P1压强下HCl平衡转化率α(HCl)随反应温度T变化的曲线 , 并简要说明理由:。(4)、根据图中信息所示,在P0、320℃条件下进行,达平衡状态A时,测得容器内n(Cl2)=7.2×10–3mol,则此时容器中n(HCl)=mol。(5)、氯元素能组成多种化合物,如常见的铵态氮肥,氯化铵溶液呈性,其原因用离子方程式表示:。现有一瓶氯化铵、氯化钠和氨水的混合液,经测定溶液呈中性,此时三种离子的关系是:[Na+]+[NH4+][Cl-](填“>”“<”或“=”)。28. 一定条件下,1molCH3OH与一定量O2发生反应时,生成CO、CO2或HCHO的能量变化如下图所示[反应物O2(g)和生成物H2O(g)已略去]。回答下列问题:
(1)、在有催化剂作用下,CH3 OH与O2反应主要生成 (填“CO2、CO或HCHO”);计算:2HCHO(g)+O2(g)=2CO(g)+2H2O(g) =(2)、已知:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)①经测定不同温度下该反应的平衡常数如下:
该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应;250℃时,某时刻测得该反应的反应物与生成物浓度为c(CO) =0.4mol/L、c(H2) =0. 4mol/L、c(CH3 OH) =0. 8mol/L,则此时υ(正)υ(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
②某温度下,在体积固定的2L密闭容器中将1molCO和2molH2混合,使反应得到平衡,实验测得平衡时与起始时的气体压强比值为0 .7,则该反应的平衡常数为(保留l位小数)。
(3)、利用钠碱循环法可除去SO2。常温下,若吸收液吸收一定量SO2后的溶液中,n(SO32-):n(HSO3-) =3:2,则此时溶液呈(填“酸性”、“中性”或“碱性”)。(已知:H2SO3的电离常数为:Kal=l. 54×10-2、Ka2=l. 02×10-7)(4)、利用电化学法处理工业尾气SO2的装置如图所示,写出Pt(2)电极反应式:;当电路中转移0. 02 mol e-时(较浓H2SO4尚未排出),交换膜左侧溶液中约增加 mol离子。29. 工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2) 2],反应的化学方程式为 2NH3(g)+ CO2 (g) ⇌ CO(NH2) 2(l)+ H2O(l)+Q(Q>0)。该反应分两步进行:① 2NH3(g)+ CO2 (g) ⇌ NH4COONH2 (s)+ Q1(Q1>0),② NH4COONH2 (s) ⇌ CO(NH2) 2(l)+ H2O(l)+Q2 (Q2<0).(1)、固体CO2称干冰,属于晶体。氮原子最外层电子排布式是。(2)、氧元素的非金属性比碳强,用原子结构的知识说明理由(3)、下列示意图中,能正确表示合成尿素过程中能量变化的是____________。A、 B、 C、 D、(4)、写出合成尿素第一步反应的平衡常数表达式K=。(5)、某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在恒定温度下,将氨气和二氧化碳按2:1的物质的量之比充入一体积为10L的密闭容器中(假设容器体积不变,生成物的体积忽略不计),经20min达到平衡,各物质浓度的变化曲线如图所示。① 在上述条件下,从反应开始至20min时,二氧化碳的平均反应速率为。
② 为提高合成尿素的产率,下列可以采取的措施有。
a. 缩小反应容器的容积
b. 升高温度
c. 增加反应物的量
d. 使用合适的催化剂
③ 若保持平衡的温度和体积不变,25min 时再向容器中充入2mol氨气和1mol二氧化碳,在40min时重新达到平衡,请在下图中画出25~50min内氨气的浓度变化曲线。
30. 碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。请回答下列问题:(1)、汽车尾气中的处理NO的方法也可用H2将NO还原为N2。已知:
H2还原NO生成氮气和水蒸气的热化学方程是。
(2)、高炉炼铁产生的高炉气中含有CO、H2、CO2等气体,利用CO和H2在催化剂作用下合成甲醇,是减少污染、节约能源的一种新举措,反应原理为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH。在体积不同的两个恒容密闭容器中分别充入1molCO和2mol H2 , 测得平衡混合物中CH3OH 的体积分数在不同压强下随温度的变化如图。①上述合成甲醇的反应是(填“吸热”或“放热”)反应,图像中的压强p1、p2的大小关系是 , 判断的理由是。
②从上图A、B、C三点中选填下表物理量对应最大的点(用“A”、“B”或“C”填写)。
反应速率V
平衡常数K
平衡转化率a
③在300℃时,向C点平衡体系中再充入0.25molCO、0.5molH2和0.25molCH3OH。该平衡(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)移动。
(3)、有利于提高CO平衡转化率的措施有_________________。A、使用催化剂 B、投料比不变,增加CO的浓度 C、降低反应温度 D、通入He气体使体系的压强增大(4)、一定温度下,CO的转化率与起始投料比 的变化关系如图所示,测得D点氢气的转化率为40%,则x=。31. 为消除燃煤烟气中含有的SO2、NOx , 研究者提出了若干烟气“脱硫”、“脱硝”的方法。(1)、向燃煤中加入适量石灰石,高温时将SO2转化为CaSO4的化学方程式是。(2)、选择性催化还原法(SCR)“脱硝”。在催化剂的作用下,选取还原剂将烟气中的NO进行无害化处理。NH3还原NO的化学方程式是。(3)、以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”、“脱硝”。控制溶液的pH=5.5,将烟气中的SO2、NO转化为SO42−、NO3− , 均为放热反应。①在如图中画出“放热反应”的反应过程中的能量变化示意图 。
②NaClO溶液吸收烟气中SO2的离子方程式是。
③一定时间内,温度对硫、硝脱除率的影响曲线如图,SO2的脱除率高于NO,可能的原因是(写出1种即可)。
④烟气中SO2和NO的体积比为4∶1,50℃时的脱除率见图2,则此吸收液中烟气转化生成的NO3−和Cl−的物质的量之比为。
32. 硫氰化钾(KSCN)是重要的化学试剂和药品。它易溶于水,水溶液呈中性。完成下列填空:
(1)、钾离子的电子式为。碳原子的电子排布式为;C和N的原子半径大小比较为CN(填“>”、“=”或“<”)。(2)、如图装置所示是KSCN溶于水时的实验现象,该现象说明KSCN溶于水时会(填“吸收”或“放出”)热量,则该溶解过程水合的热效应(填“>”、“=”或“<”)扩散的热效应。(3)、KSCN水溶液呈中性,则硫氰酸(HSCN)的电离方程式为;硫氰化铵(NH4SCN)溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是。(4)、若用KSCN溶液检验氯化亚铁溶液是否变质,实验方法是。33. 废气中的H2S通过高温热分解可制取氢气:2H2S(g) 2H2(g)+S2(g)。现在3L密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验。(1)、某温度时,测得反应体系中有气体1.31mol,反应1 min后,测得气体为l.37mol,则tmin 内H2的生成速率为。(2)、某温度时,H2S的转化率达到最大值的依据是(选填编号)。a.气体的压强不发生变化
b.气体的密度不发生变化
c. 不发生变化
D.单位时间里分解的H2S和生成的H2一样多
(3)、实验结果如下图。图中曲线a表示H2S的平衡转化率与温度关系,曲线b表示不同温度下、反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。该反应为反应(填“放热”或“吸热”)。曲线b随温度的升高,向曲线a通近的原因是。在容器体积不变的情况下,如果要提高H2的体积分数,可采取的一种措施是。(4)、使1LH2S与20L空气(空气中O2体积分数为0.2)完全反应后恢复到室温,混合气体的体积是L 。若2gH2S完全燃烧后生成二氧化硫和水蒸气,同时放出29.4 kJ的热量,该反应的热化学方程式是。34. 某同学做如下实验,以检验反应中的能量变化.实验中发现反应后(a)中温度升高,由此可以判断(a)中反应是热反应;(b)中温度降低,根据能量守恒定律,(b)中反应物的总能量应该其生成物的总能量.
35. 以、为原料合成涉及的主要反应过程中物质的能量变化如图1所示,回答下列问题:(1)、已知:Ⅰ.Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ. 。
则:。
(2)、0.1MPa时向密闭容器中充入和 , 发生以上反应,温度对催化剂性能影响如图2所示,已知的选择性。①工业生产综合各方面的因素,反应选择800℃的主要原因是。
②已知对可逆反应存在如下关系:(其中R为常数),结合具体反应说明的转化率随着温度的升高始终高于转化率的原因可能是。
③采用选择性膜技术(可选择性地让某气体通过而离开体系)可提高的选择性。在773K,乙烷平衡转化率为9.1%,保持温度和其他实验条件不变,采用选择性膜技术,乙烷转化率可提高到11.0%。结合具体反应说明选择性膜吸附提高的选择性的可能原因是。
④在800℃时, , 充入一定容积的密闭容器中,在一定催化剂存在的条件下只发生反应Ⅲ,初始压强为 , 一段时间达到平衡,产物的物质的量之和与剩余反应物的物质的量之和相等,该温度下平衡时体系的压强为(用含的代数式表示,下同),反应Ⅲ的平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,列出计算式)。