2020届二轮复习 专题重点突破 滚动练（三）（全国通用）

滚动练(三)

1．H2O2分解反应过程能量变化如图所示，以下相关叙述正确的是(　　)

A．1 mol H2O2(l)键能总和比1 mol H2O(l)＋0.5 mol O2(g)键能总和大(E2－E1)

B．该反应是吸热过程

C．使用MnO2催化剂，E3将降低

D．2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)　ΔH＝E1－E2

答案　C

解析　物质的能量高，本身的键能小，根据图示可知，1 mol H2O2(l)键能总和比1 mol H2O(l)＋0.5 mol O2(g)键能总和小(E2－E1)，该反应是放热过程，A、B均错误；使用催化剂，能降低反应的活化能，C正确；根据图中数据，2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)　ΔH＝2(E1－E2)，D错误。

2．H2与ICl的反应分①②两步进行，且两步都为可逆反应，其能量曲线如图所示，下列有关说法错误的是(　　)

①H2＋IClHI＋HCl　慢反应

②HI＋IClI2＋HCl　快反应

A．反应①、反应②均为放热反应

B．降低温度有利于提高HCl的产率

C．总反应速率的快慢主要由反应①决定

D．H2(g)＋2ICl(g) I2(g)＋2HCl(g)　ΔH＝－218 kJ·mol－1，加入催化剂可使该反应的焓变增大

答案　D

解析　根据题图可知，反应①和反应②中反应物总能量都大于生成物总能量，则反应①、反应②均为放热反应，A正确；反应①、反应②和总反应都是放热反应，降低温度，平衡正向移动，B正确；慢反应决定总反应速率，则总反应速率的快慢主要由反应①决定，C正确；加入催化剂可改变反应的活化能，但不能改变焓变，D错误。

3．(2019·江西师大附中高三期末考试)已知：

①H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1

②C2H5OH(g)===C2H5OH(l)ΔH＝－Q2 kJ·mol－1

③C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－Q3 kJ·mol－1，下列判断正确是(　　)

A．C2H5OH(g)的燃烧热ΔH＝－Q3 kJ·mol－1

B．由③可知1 mol C2H5OH(g)的能量高于2 mol CO2(g)和3 mol H2O(g)的总能量

C．H2O(g)→H2O(l)释放出了热量，所以该过程为放热反应

D．23 g液体酒精完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，释放热量为(0.5Q3－0.5Q2＋1.5Q1) kJ

答案　D

解析　C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－Q3 kJ·mol－1，反应中生成的水是气体，不是稳定氧化物，故燃烧热不是Q3 kJ，故A错误；

③C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－Q3 kJ·mol－1，反应是放热反应，1 mol C2H5OH(g)和3 mol O2的总能量高于2 mol CO2(g)和3 mol H2O(g)的总能量，故B错误；H2O(g)→H2O(l)是物理变化，故C错误；根据盖斯定律：③－②＋①×3得：C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝(－Q3＋Q2－3Q1) kJ·mol－1,23 g是0.5 mol C2H5OH，所以释放出的热量为(0.5Q3－0.5Q2＋1.5Q1) kJ，故D正确。

4．下列有关反应热的叙述中正确的是(　　)

A．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，则氢气的燃烧热为241.8 kJ·mol－1

B．已知X(g)＋Y(g) Z(g)＋W(s)　ΔH>0，若升高温度，则该反应的ΔH增大

C．已知：S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1，S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2，则ΔH1>ΔH2

D．甲、乙两容器相同，甲中加入1 g SO2、1 g O2，乙中加入2 g SO2、2 g O2，在恒温恒容或恒温恒压下反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡时，乙放出的热量均等于甲的2倍

答案　C

解析　氢气的燃烧热表示1 mol H2(g)完全燃烧生成液态水时放出的热量，A错误；该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，但反应的ΔH不变，B错误；两反应均为放热反应，则ΔH1<0，ΔH2<0，由于反应S(s)===S(g)为吸热反应，故S(g)燃烧放出的热量多，则ΔH1>ΔH2，C正确；乙中反应物的起始投料量是甲中的2倍，恒温恒压下乙放出的热量等于甲的2倍，恒温恒容下，乙中压强大于甲，压强增大，平衡向正反应方向移动，放出的热量增多，故乙放出的热量大于甲的2倍，D错误。

5．(2019·绵阳市高三第二次诊断性考试)研究CO、CO2的回收利用既可变废为宝，又可减少碳的排放。回答下列问题：

二甲醚(CH3OCH3)被誉为“21世纪的清洁燃料”，由CO和H2制备二甲醚的反应原理如下：

CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)ΔH＝－90.1 kJ/mol

2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)

ΔH＝－24.5 kJ/mol

已知：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)

ΔH＝－41.0 kJ/mol

则2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)的ΔH＝________，有利于提高该反应中CO2平衡转化率的条件是________(填标号)。

A．高温低压           B．高温高压

C．低温低压           D．低温高压

答案　－122.7 kJ/mol　D

解析　CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)

ΔH＝－90.1 kJ/mol　①

2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)

ΔH＝－24.5 kJ/mol　②

CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)

ΔH＝－41.0 kJ/mol　③

由盖斯定律2×①＋②－2×③得2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)的ΔH＝2×(－90.1 kJ/mol)＋(－24.5 kJ/mol)－2×(－41.0 kJ/mol)＝－122.7 kJ/mol，即反应正向是体积减小的放热反应，增大压强、降低温度、增大c(H2)、分离CH3OCH3等均可提高CO2平衡转化率。

6．(2019·北京高考)氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。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H2和CO2，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.CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH1

ⅱ.CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH2

ⅲ.CH4(g)===C(s)＋2H2(g)　ΔH3

……

ⅲ为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用___________________反应的ΔH。

(3)反应物投料比采用n(H2O)∶n(CH4)＝4∶1，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CH4转化  b．促进CO转化为CO2

c．减少积炭生成

(4)用CaO可以去除CO2。H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如下图所示。从t1时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率________(填“升高”“降低”或“不变”)。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，结合化学方程式解释原因：______________________________________________________。

答案　(1)CH4＋2H2O4H2＋CO2

(2)C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)[或C(s)＋CO2(g)===2CO(g)]　(3)abc　(4)降低　CaO＋CO2===CaCO3，CaCO3覆盖在CaO表面，减少了CO2与CaO的接触面积

解析　(1)已知反应物为CH4和H2O(g)，生成物为H2和CO2，且物质的量之比为4∶1，据此结合质量守恒定律即可写出化学方程式。

(2)根据盖斯定律，ⅰ式＋ⅱ式可得：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH1＋ΔH2，则(ⅰ式＋ⅱ式)－ⅲ式可得：C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH；ⅰ式－ⅱ式可得：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1－ΔH2，则(ⅰ式－ⅱ式)－ⅲ式可得：C(s)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH。因此，要求反应ⅲ式的ΔH3，还必须利用反应C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)或C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的ΔH。

(3)投入过量的H2O(g)，可以促进CH4转化为CO2和H2，同时也可将副反应产生的CO转化为CO2；由于H2O(g)过量，同时也可减少CH4的分解。

(4)由题给图像可以看出，从t1时开始CaO消耗率曲线斜率明显减小，故单位时间CaO的消耗率降低。由于CaO＋CO2===CaCO3，生成的CaCO3覆盖在CaO的表面，减少了CaO与CO2的接触面积，导致吸收效率降低，甚至失效。

7．(2019·昆明市高三复习诊断测试理科综合能力测试)燃煤烟气中含有大量SO2和NO，某科研小组研究SO2和NO的吸收方法。

回答下列问题：

(1)已知SO2(g)＋O3(g) SO3(g)＋O2(g)

ΔH1＝－241.6 kJ· mol－1

NO(g)＋O3(g) NO2(g)＋O2(g)

ΔH2＝－199.8 kJ· mol－1

则反应SO3(g)＋NO(g) SO2(g)＋NO2(g)的ΔH＝________ kJ·mol－1。

(2)在恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入1 mol NO和1 mol O3发生反应NO(g)＋O3(g) NO2(g)＋O2(g)，2 min时达到平衡状态。

①若测得2 min内v(NO)＝0.21 mol· L－1· min－1，则平衡时NO的转化率α1＝________；若其他条件保持不变，在恒压条件下进行，则平衡时NO的转化率α2________α1(填“>”“<”或“＝”)。

②保持温度不变，向2 min后的平衡体系中再加入0.3 mol NO2和0.04 mol NO，此时平衡将向________(填“正”或“逆”)方向移动。

③该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示，反应在t1、t3、t5时刻均达到平衡状态。t2、t6时刻都只改变了某一个条件，则t2时刻改变的条件是________，t6时刻改变的条件是________，t4时刻改变条件后v正________v逆(填“>”“<”或“＝”)。

答案　(1)＋41.8

(2)①84%　＝　②逆　③升高温度(或增大生成物的浓度)　使用催化剂(或增大压强)　>

解析　(1)①已知SO2(g)＋O3(g) SO3(g)＋O2(g)ΔH1＝－241.6 kJ· mol－1。

②NO(g)＋O3(g) NO2(g)＋O2(g)

ΔH2＝－199.8 kJ· mol－1

②－①得，反应SO3(g)＋NO(g) SO2(g)＋NO2(g)　ΔH＝－199.8 kJ· mol－1＋241.6 kJ· mol－1＝＋41.8 kJ· mol－1。

(2)①　　　    NO(g)＋O3(g) NO2(g)＋O2(g)

起始(mol)       1        1      0       0

转化(mol)       x        x      x        x

平衡(mol)     1－x      1－x    x         x

v(NO)＝＝0.21 mol·L－1· min－1，所以x＝0.84 mol，则平衡时NO的转化率α1＝0.84 mol÷1 mol×100%＝84%；NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)，由于这个反应是反应前后气体体积相等的反应，若其他条件保持不变，在恒压条件下进行，平衡不移动，则平衡时NO的转化率α2＝α1。

②　　　　　　　NO(g)＋O3(g) NO2(g)＋O2(g)

2 min平衡(mol):  0.16     0.16    0.84     0.84

保持温度不变，向2 min后的平衡体系中再加入0.3 mol NO2和0.04 mol NO，根据平衡常数与浓度商的关系可知，平衡应该向逆反应方向移动。

③t2时刻v逆增大且平衡逆向移动，改变的条件是升高温度或增大生成物的浓度；t6时刻平衡不移动，NO(g)＋O3(g) NO2(g)＋O2(g)，由于这个反应是反应前后气体体积相等的反应，故改变的条件是使用催化剂或增大压强；由图像可知，t4时刻v逆减小且平衡正向移动，则v正>v逆。

8．(2019·佛山市高三教学质量检测)石油化工生产中，利用裂解反应可以获得重要化工原料乙烯、丙烯。一定条件下，正丁烷裂解的主反应如下：

反应Ⅰ　C4H10(g)CH4(g)＋CH3CH===CH2(g)　ΔH1；

反应Ⅱ　C4H10(g)C2H6(g)＋CH2===CH2(g)　ΔH2。

回答下列问题：

(1)正丁烷、乙烷和乙烯的燃烧热分别为Q1 kJ·mol－1、Q2 kJ·mol－1、Q3 kJ·mol－1，反应Ⅱ的ΔH2＝________。

(2)一定温度下，向容积为5 L的密闭容器中通入正丁烷，反应时间(t)与容器内气体总压强(p)数据如下：

①该温度下，正丁烷的平衡转化率α＝________；反应速率可以用单位时间内分压的变化表示，即v＝Δp/Δt，前2a min内正丁烷的平均反应速率v(正丁烷)＝________MPa·min－1。

②若平衡时甲烷、乙烯的体积分数分别为、，则该温度下反应Ⅰ的平衡常数Kp＝________MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数，保留三位有效数字)。

③若反应在恒温、恒压条件下进行，平衡后反应容器的体积________8.8 L(填“>”“<”或“＝”)。

④实际生产中发现高于640 K后，乙烯和丙烯的产率随温度升高，增加幅度减小，可能的原因是________________(任写1条)。

答案　(1)(Q2＋Q3－Q1) kJ·mol－1　(2)①76%　　②2.13　③>　④催化剂活性降低(或反应物浓度降低等)

解析　(1)①C4H10(g)＋6.5O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1

②C2H6(g)＋3.5O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)

ΔH＝－Q2 kJ·mol－1

③CH2===CH2(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－Q3 kJ·mol－1

①－②－③得：C4H10(g) C2H6(g)＋CH2===CH2(g)　ΔH2＝(Q2＋Q3－Q1) kJ·mol－1。

(2)①设该温度下，正丁烷的平衡转化率α，平衡时，5×(1－α)＋5α＋5α＝8.8，α＝0.76。

②反应Ⅰ　C4H10(g) CH4(g)＋CH3CH===CH2(g)，

若平衡时甲烷、乙烯的体积分数分别为、，则丙烯和乙烷的体积分数分别为、，正丁烷为1－－－－＝，Kp＝≈2.13。

③反应为体积变大的反应，若反应在恒温、恒压条件下进行，平衡后反应容器的体积变大，故体积大于8.8 L。