专题验收评价10 反应热的相关计算（Word练习）-【创新方案】2024年高考化学二轮复习专题辅导与测试（老教材）

专题验收评价（十） 反应热的相关计算 1．稀土Er单原子光催化剂能高效催化CO2的还原反应，其反应历程与相对能量如图所示(其中“*”表示稀土Er单原子光催化剂)。 下列说法错误的是(　 ) A．反应过程中所有步骤均发生还原反应 B．决速步骤为O*＋2H＋＋2e－===H2O＋* C．稀土Er原子若催化1 mol CO2，需转移4 mol e－ D．稀土Er原子提高了CO2的催化转化效率 解析：选C　题图机理中所有步骤均得电子，均发生还原反应，A正确；决速步骤为活化能最大的反应步骤，即O*＋2H＋＋2e－===H2O＋*，B正确；根据题给反应机理可知，反应物为CO2和H＋，产物为CH4和H2O，故总反应为CO2＋8H＋＋8e－===CH4＋2H2O，催化1 mol CO2，需转移8 mol e－，C错误；稀土Er原子是催化剂，能提高反应速率，即提高了CO2的催化转化效率，D正确。 2．二氟卡宾(∶CF2)作为一种活性中间体，一直受到有机氟化学研究工作者的高度关注。硫单质与二氟卡宾可以形成S===CF2，反应历程如图所示： 下列叙述正确的是(　 ) A．S8和∶CF2生成S===CF2反应的ΔH＝＋207.13 kJ·mol－1 B．由生成的活化能为34.21 kJ·mol－1 C．上述反应历程中的S—S只存在断裂 D．决定该反应速率的基元反应的活化能为41.65 kJ·mol－1 解析：选D　由题图可知，S8和∶CF2生成S===CF2反应的ΔH＝－207.13 kJ·mol－1，故A错误；由题图可知，由生成的活化能为[5.41－(－4.36)]kJ·mol－1＝9.77 kJ·mol－1，故B错误；由生成的过程中存在S—S的生成，故C错误；第二步反应的活化能大，反应慢，决定了总反应的速率，所以决定反应速率的基元反应的活化能为[37.29－(－4.36)]kJ·mol－1＝41.65 kJ·mol－1，故D正确。 3．绿色能源是未来能源发展的方向，积极发展氢能，是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。回答下列问题： (1)通过生物柴油副产物甘油制取H2正成为绿色能源的一个重要研究方向。生物甘油水蒸气重整制氢的主要反应如下： Ⅰ.C3H8O3(g)3CO(g)＋4H2(g) ΔH1＝＋251 kJ·mol－1 Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝－41 kJ·mol－1 ①反应Ⅰ能够自发进行的条件是________(填“高温”“低温”或“任何温度”)。 ②重整总反应C3H8O3(g)＋3H2O(g)3CO2(g)＋7H2(g)的ΔH3＝________。 (2)大量研究表明Pt12Ni 、Sn12Ni、Cu12Ni三种双金属合金团簇均可用于催化DRM反应(CH4＋CO22CO＋2H2) ，在催化剂表面涉及多个基元反应，其中甲烷逐步脱氢过程的能量变化如图甲所示(吸附在催化剂表面上的物种用*标注，TS1、TS2、TS3、TS4分别表示过渡态1、过渡态2、过渡态3、过渡态4)。下列说法不正确的是________(填字母)。 A．Pt12Ni 、Sn12Ni、Cu12Ni催化甲烷逐步脱氢过程的速率分别为v1、v2、v3，则v1>v3>v2 B．Pt12Ni 、Sn12Ni、Cu12Ni催化甲烷逐步脱氢过程中活化能最大的反应步骤是CH===CH＋H* C．DRM反应中伴随非极性键的断裂和生成 (3)甲烷裂解制氢的反应为CH4(g)===C(s)＋2H2(g)　ΔH＝＋75 kJ·mol－1，Ni可作该反应的催化剂。CH4在催化剂孔道表面反应时，若孔道堵塞会导致催化剂失活。其他条件相同时，随时间增加，温度对Ni催化剂催化效果的影响如图乙所示。考虑综合因素，使用催化剂的最佳温度为________；650 ℃条件下， 1 000 s后，氢气的体积分数快速下降的原因是________________________________________________。 解析：(1)①满足ΔH－TΔS<0时，反应自发进行，根据反应Ⅰ可知，该反应的ΔH>0，ΔS>0，则该反应在高温下能自发进行；②根据盖斯定律，由Ⅱ×3＋Ⅰ可得C3H8O3(g)＋3H2O(g)3CO2(g)＋7H2(g)，则ΔH3＝ΔH2×3＋ΔH1＝(－41 kJ·mol－1)×3＋251 kJ·mol－1＝＋128 kJ·mol－1；(2)活化能越低，反应速率越大，Pt12Ni 、Sn12Ni、Cu12Ni催化甲烷逐步脱氢过程的活化能Pt12Ni<Cu12Ni<Sn12Ni，则反应速率v1>v3>v2，故A正确；由图可知，Pt12Ni 、Sn12Ni、Cu12Ni催化甲烷逐步脱氢过程中活化能最大的反应步骤是Sn12Ni作催化剂时的