第六章第20讲 化学能与热能（综合训练·能力提升）-2021新高考化学【导学教程】一轮总复习

第六章 第20讲　化学能与热能 [真题探究] 1．(2019·海南卷)根据下图中的能量关系，可求得C—H的键能为(　　) A．414 kJ·mol－1　　　　　　 B．377 kJ·mol－1 C．235 kJ·mol－1 D．197 kJ·mol－1 答案　A 2．(2018·北京卷)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。 下列说法不正确的是(　　) A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100% B．CH4→CH3COOH过程中，有C―H键发生断裂 C．①→②放出能量并形成了C―C键 D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 解析　催化剂不能使平衡发生移动，故不能提高反应物的平衡转化率，D错；CH4＋CO2―→CH3COOH，反应的原子利用率为100%，A对；由题图可知，CH4―→CH3COOH有C—H键发生断裂，B对；反应物总能量高于生成物总能量，反应放出能量，①→②形成了C—C键，C对。 答案　D 3．(2019·高考组合题)(1)(2019·北京卷)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。 (2)(2019·全国卷Ⅲ)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)＋Cl2(g) O2(g)===CuO(s)＋ 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。 解析　(1)①由于生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4∶1，反应物是甲烷和水蒸气，因而反应方程式为CH4＋2H2O===4H2＋CO2；②ⅰ－ⅱ可得CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)，设为ⅳ，用ⅳ－ⅲ可得C(s)＋CO2(g)===2CO(g)，因此还需利用C(s)＋CO2(g)===2CO(g)反应的焓变。 (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)　ΔH＝(ΔH1＋ΔH2＋ΔH3)×2＝－116 kJ·mol－1。 答案　(1)①CH4＋2H2O===4H2＋CO2 ②C(s)＋CO2(g)===2CO(g) (2)－116 4．(2018·高考组合题)(1)(2018·全国卷Ⅰ)已知：2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g)　ΔH1＝－4.4 kJ·mol－1 2NO2(g)===N2O4(g)　ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1 则反应N2O5(g)===2NO2(g)＋O2(g)的ΔH＝_________________kJ·mol－1。 (2)(2018·全国卷Ⅱ)CH4—CO2催化重整反应为 CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。 已知：C(s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝－75 kJ·mol－1 C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－394 kJ·mol－1 C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－111 kJ·mol－1 该催化重整反应的ΔH＝____________kJ·mol－1。 (3)(2018·全国卷Ⅲ)SiHCl3在催化剂作用下发生反应： 2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g) ΔH1＝＋48 kJ·mol－1 3SiH2Cl2(g)===SiH4(g)＋2SiHCl3(g) ΔH2＝－30 kJ·mol－1 则反应4SiHCl3(g)===SiH4(g)＋3SiCl4(g)的ΔH为________kJ·mol－1。 解析　(1)把已知两反应按顺序编号为a、b，根据盖斯定律，a式×O2(