2023届高考化学——化学能与热能专项练习（解析版） WORD版含解析.docx

化学能与热能1.通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是()①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)==2H2（g)+O2（g)ΔH1=571.6kJ·mol–1②焦炭与水反应制氢：C（s)+H2O(g)==CO（g)+H2（g)ΔH2=131.3kJ·mol–1③甲烷与水反应制氢：CH4（g)+H2O(g)==CO（g)+3H2（g)ΔH3=206.1kJ·mol–1A．反应①中电能转化为化学能B．反应②为放热反应C．反应③使用催化剂，ΔH3减小D．反应CH4（g)==C（s)+2H2（g)的ΔH=74.8kJ·mol–1【答案】D【解析】A．反应①中，太阳光催化分解水制氢，由光能转化为化学能，A不正确；B．反应②中，ΔH2>0，为吸热反应，B不正确；C．反应③中，使用催化剂，对ΔH3不产生影响，C不正确；D．应用盖斯定律，将反应③-反应②得，反应CH4(g)=C(s)＋2H2(g)的ΔH＝＋74.8kJ·mol－1，D正确；故选D。2.一定条件下，某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下，其中和代表不同元素的原子。关于此反应说法错误的是()A．一定属于吸热反应B．一定属于可逆反应C．一定属于氧化还原反应D．一定属于分解反应【答案】A【解析】根据图示可知该反应反应物是一种，生成物是两种。A．该物质属于分解反应，一般的分解反应是吸热反应，但也有的分解反应如2H2O2=2H2O+O2↑是放热反应，错误；B．根据图示可知有一部分反应物未参加反应，该反应是可逆反应，正确；C．该反应中有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，正确；D．反应物是一种，生成物是两种，因此属于分解反应，正确。3.水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：（3)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。可知水煤气变换的ΔH________0（填“大于”“等于”或“小于”)，该历程中最大能垒（活化能)E正=_________eV，写出该步骤的化学方程式_______________________。【答案】（3)小于2.02COOH+H+H2O===COOH+2H+OH或H2O===H+OH【解析】（3)根据水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]并结合水煤气变换的反应历程相对能量可知，CO(g)+H2O(g)的能量（-0.32eV)高于CO2(g)+H2(g)的能量（-0.83eV)，故水煤气变换的ΔH小于0；活化能即反应物状态达到活化状态所需能量，根据变换历程的相对能量可知，最大差值为：其最大能垒（活化能)E正=1.86-(-0.16)eV=2.02eV；该步骤的反应物为COOH+H+H2O===COOH+2H+OH；因反应前后COOH和1个H未发生改变，也可以表述成H2O===H+OH。2．【2019新课标Ⅱ卷】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=100.3kJ·mol−1①H2(g)+I2(g)=2HI(g)ΔH2=﹣11.0kJ·mol−1②对于反应：(g)+I2(g)=(g)+2HI(g)③ΔH3=___________kJ·mol−1。【答案】（1)89.3【解析】（1)根据盖斯定律可得：反应③=①+②，可得反应③的ΔH3=ΔH1+ΔH2=89.3KJ/mol；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：（2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g)ΔH1=83kJ·mol-1CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g)ΔH2=-20kJ·mol-1CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)ΔH3=-121kJ·mol-1则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=_________kJ·mol-1。【答案】（2)﹣116【解析】（2)根据盖斯定律知，（反应I+反应II+反应III)×2得4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)∆H=（∆H1+∆H2+∆H3)×2=-116kJ∙mol-15.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。（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