高考化学知识点整理《热化学方程式》高频试题巩固（2017年最新版） - 高考化学题库

高考化学知识点整理《热化学方程式》高频试题巩固（2017年最新版）(二)

2017-07-10 19:58:17 来源:91考试网作者:www.91exam.org 【大中小】

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1、填空题  （13分）直接甲醇燃料电池（DNFC）被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源。
（1）101 kPa时，1 mol CH3OH完全燃烧生成稳定的氧化物放出热量726.51 kJ/mol，则甲醇燃烧的热化学方程式为                                     。
（2）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应原理是：
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) 　△H1="+49.0" kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)= CO2(g)+2H2(g)　△H2
已知H2(g)+O2(g)===H2O(g)　　△H ="-241.8" kJ·mol-1
则反应②的△H2= 　　　　　　　　　      。
（3）甲醇燃料电池的结构示意图如右。甲醇进入　　　　极（填“正”或“负”），该极发生的电极反应为　　　　　　　　　　                　　。

（4）已知H—H键能为436 KJ/mol，H—N键能为391KJ/mol，根据化学方程式：
N2 （g）+ 3H2 （g）= 2NH3（g） ΔH=" —92.4" KJ/mol，则N≡N键的键能是                 。

参考答案：（13分）（1）CH3OH(l) + 3/2 O2(g) ＝ CO2(g) + 2H2O(l)  △H =－726.51 kJ/mol （3分）
（2）－192.8 kJ·mol-1  （3分）
（3）负  （2分） CH3OH+ H2O－6e－＝CO2 + 6H+ （2分）（4）945．6KJ/mol （3分）

本题解析：（1）根据已知条件可知，甲醇燃烧的热化学方程式为CH3OH(l) + 3/2 O2(g) ＝ CO2(g) + 2H2O(l) △H =－726.51 kJ/mol。
（2）根据盖斯定律可知，②－①即得到H2(g)+O2(g)＝H2O(g)，所以该反应的△H＝△H2－49.0 kJ·mol-1＝－241.8 kJ·mol-1，解得△H2＝－192.8 kJ·mol-1 。
（3）原电池中负极失去电子，正极得到电子。所以甲醇在负极通入。由于含有氢离子交换膜，因此负极电极反应式是CH3OH+ H2O－6e－＝CO2 + 6H+。
（4）反应热等于反应物中化学键的断裂吸收的能量和形成化学键时所放出的能量的差值。因此根据键能可知，ΔH＝x＋2×436kJ/mol－2×3×391kJ/mol＝—92.4 KJ/mol，解得x＝945．6KJ/mol，即氮氮三键键能是945．6KJ/mol。
考点：考查热化学方程式、电极反应式的书写、依据反应热的有关计算等
点评：在计算反应热时除根据盖斯定律外，还可以利用键能进行计算。因为化学反应的实质就是旧键断裂。新键形成的过程。

本题难度：困难

2、选择题 2008年北京奥运会“祥云”火炬用的是环保型燃料——丙烷(C3H8)，悉尼奥运会火炬所用燃料为65%丁烷(C4H10)和35%丙烷，已知丙烷的燃烧热为2221.5?kJ/mol，下列有关说法正确的是?
[? ]
A．奥运火炬燃烧主要是将化学能量转变为热能和光能
B．丙烷的沸点比正丁烷高
C．丙烷、空气及铂片可组成燃料电池，在丙烷附近的铂极为电池的正极
D．丙烷燃烧的热化学方程式为C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－2221.5kJ/mol

参考答案：A

本题解析：

本题难度：一般

3、选择题已知：O2(g) = O2+(g)+e－ H1=" +1175.7" kJ·mol-1
PtF6－(g) =PtF6(g)+e－ H2=" +771.1" kJ·mol-1
O2+(g)+PtF6－(g) =O2PtF6(S) H3=" -482.2" kJ·mol-1
则反应O2(g)+PtF6(g) = O2PtF6 (s)的H是
A．77.6 kJ
B．-77.6 kJ·mol-1
C．+77.6kJ·mol-1
D．-886.8kJ·mol-1

参考答案：B

本题解析：略

本题难度：一般

4、填空题  （12分）（1）盖斯定律认为：不管化学过程是一步完成或分数步完成，整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题：
已知： C2H5OH(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(g)；ΔH1＝－Q1 kJ/mol，C2H5OH(g)=C2H5OH
(l)；ΔH2＝－Q2 kJ/mol，H2O(g)=H2O(l)；ΔH3＝－Q3 kJ/mol。若使23g液态无水酒精完全
燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为     ________________  kJ。
（2）北京奥运会祥云火炬将中国传统文化、奥运精神以及现代高科技融为一体。火炬内
熊熊大火来源于丙烷的燃烧，丙烷是一种优良的燃料。试回答下列问题：

①右图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1mol H2O(l)过程中的能量变化图，请写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式                                。
②近年来已经研制出丙烷燃料电池，该电池的电解质溶液为KOH溶液，写出该电池负极的电极反应式：__________________________________________。
③某金属的相对原子质量为52.00,用上述电池电解该金属的一种含氧酸盐的酸性水溶液时，阳极每放出 3360ml（标准状况）氧气体，阴极析出金属 10.4 g，在该含氧酸盐中金属的化合价为     60; ____  ，在该实验中，若不考虑能量的损失，电池中消耗丙烷的质量最少是        __    g（结果精确至0.01 g）。

参考答案：

本题解析：

本题难度：困难

5、填空题  雾霾已经严重影响我们的生存环境。火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。

图22-1                  图22-2                     图22-3
（1）利用甲烷催化还原NOx：
①CH4(g) + 4NO2(g) =" 4NO(g)" + CO2(g) + 2H2O(g)  △H1=-574kJ?mol-1
②CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)  △H2=-1160kJ?mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为                   。
（2）将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：
CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)  △H3
①取五份等体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线（见图22-1），则上述CO2转化为甲醇反应的△H3       0（填“＞”、“＜”或“=”）。
②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图22-2所示。
下列说法正确的是    （填字母代号）。
A．第10min后，向该容器中再充入1molCO2和3molH2，则再次达到平衡时c(CH3OH) ="1.5" mol/L
B．达到平衡时，氢气的转化率为0.75
C．0～10分钟内，氢气的平均反应速率为0.075mol/（L?min）
D．该温度下，反应的平衡常数的值为3/16

E．升高温度将使n(CH3OH)/n(CO2)增大
（3）某种脱硫工艺中将烟气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。设烟气中的SO2、NO2的物质的量之比为1∶1，则该反应的化学方程为              。
（4）电化学降解NO3- 的原理如题22-3图所示。
①电源正极为       (填“A”或“B”)，阴极反应式为                     。
②若电解过程中转移了1mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(△m左－△m右)为     g。

参考答案：（1）CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ?mol-1 （2）①＜ ②B
（3）12NH3+3O2+4SO2+4NO2+6H2O=4(NH4)2SO4+4NH4NO3
（4）①A， 2NO3-+6H2O+10e-＝N2↑+12OH- ②7.2

本题解析：（1）（①+②）÷2可得：CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ?mol-1
（2）① 由甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线可以看出：当升高温度时甲醇的体积分数减小，说明升高温度化学平衡向逆反应方向移动。根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应反应移动，逆反应方向是吸热反应，所以正反应为放热反应，所以△H＜0.② CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)由图可知：反应的容器容积为1L，当反应进行到10分钟时达到平衡，此时CO2的转化率为0.75. CH3OH的平衡浓度为0.75mol/L.A. 此时若向该容器中再充入1mol CO2和3mol H2，假如平衡不发生移动，由于C（CO2）C(H2)都是原来的2倍，则再次达到平衡时c(CH3OH) ="1.5" mol/L。而实质上这是一个反应前后气体体积不等的可逆反应，增大反应物的浓度，也就增大了压强。增大压强化学平衡向气体体积减小的方向即正反应方向移动。所以当达到新的平衡时c(CH3OH)大于1.5 mol/L。错误。B.由于在反应中CO2和H2是按照1:3关系反应的，投入量也是按照1:3加入的，所以再次达到平衡时，氢气的转化率不变，仍为0.75。正确。C．0～10分钟内，V(CO2)= ΔC/Δt="0.75mol/L÷10min=" 0.075mol/( L?min) .V(H2): V(CO2)=3:1,所以V(H2) ="3" V(CO2)= 3×0.075mol/( L?min) = 0.225mol/( L?min).错误。D．该温度下，反应的平衡常数的值K="{" c(CH3OH)·c(H2O)}÷{ c(CO2)·c3(H2)}=" (0.75×0.75)" ÷{0.25×(3-0.75)3}=0.1975.错误.E.由于该反应的正反应是放热反应，所以升高温度将使平衡逆向移动，n(CH3OH)/n(CO2)减小。错误。正确选项为B。（3）该反应的化学方程为12NH3+3O2+4SO2+ 4NO2+6H2O= 4(NH4)2SO4+4NH4NO3（4）① 由于NO3- →N2 ，得到电子，所以应该接电源的负极，作阴极。即A为电源的正极，B为电源的负极。阴极反应式为2NO3-+10e-+6H2O=N2↑+12OH-。② 电解池右侧NO3-转化成N2，发生还原反应：2 NO3-+10e－+6H2O = N2↑+ 12OH－，其电极应为阴极，则左侧发生氧化反应：2H2O

本题难度：困难

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