2025届高三高考化学三轮冲刺-化学反应的热效应

2025届高三高考化学三轮冲刺-化学反应的热效应

 

【基础练习】

1．可通过高储氢密度的氢能载体十氢萘转化为萘实现制氢，相关反应为，回答下列问题：

(1)标准摩尔生成焓是指在101kPa、298K下，由最稳定的单质合成1mol物质的反应焓变。相关物质数据如下表，则        。

物质
标准摩尔生成焓/		96

(2)脱氢的平衡转化率随压强及温度变化如下图。其中，控制温度在沸点温度可实现液相脱氢（即实验条件点）。

①M点时，的平衡常数           。

②随压强增大，实验条件点对应平衡转化率升高的原因为           。

③相较于高温气相脱氢，液相脱氢的优点为           。

(3)一定温度和压强下，在密闭反应器中进行液相脱氢实验，产物中检测出四氢萘，反应过程中液相、和的浓度随时间变化如图。

有关反应的活化能如下表所示。

反应
	114.38	116.27	105.6

①2h内的平均速率：       （填“>”“<”“=”）。

②结合活化能数据及曲线综合判断，脱氢反应机制主要为       （填“a”或“b”），理由是         。

a．平行反应，即同时发生

b．连续反应，即反应物经过如下转化

③8.5h时的转化率为        %。（精确到小数点后1位）

2．CO、CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题，可利用CO、CO2制备甲烷、甲醇、二甲醚等。

(1)CO2加氢制备甲烷：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-164.7kJ•mol-1。已知ΔH=ΔfH(生成物)- ΔfH(反应物)，298K时，几种气态物质的标准摩尔生成焓如表：

物质	CO2(g)	H2O(g)	CH4(g)	H2(g)
ΔfH/(kJ•mol-1)	-393.5	-241.8	x	0

则x=       。

(2)H2和CO合成甲烷的反应为2CO(g)+2H2(g)CH4(g)+CO2(g)。T℃时，将等物质的量的CO和H2充入恒压(200kPa)的密闭容器中。已知v逆=K逆•p(CH4)•p(CO2)，其中p为分压，该温度下K逆=5.0×10-4。反应达平衡时测得v正=kPa•s-1，则该温度下反应的Kp=       (用组分的分压计算的平衡常数)。

(3)二氧化碳催化加氢制甲醇：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH＜0，反应在起始物=3时，不同条件下达到平衡，体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH)，在t=250℃下的x(CH3OH)～p、在p=5×105Pa下的x(CH3OH)～t如图。

    

①图中对应等温过程的曲线是       。

②当x(CH3OH)=0.10时，CO2的平衡转化率约为       。

③当x(CH3OH)=0.10时，反应条件可能为       或       。

(4)甲醇脱水制得二甲醚的反应为2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)，当T=500K时，反应平衡常数Kc≈9，在密闭容器中加入一定量CH3OH，反应到达平衡状态时，体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数       (填字母)。

a.＜     b.=    c.>      d.无法确定

3．二氧化碳加氢还原制甲烷、烯等有机物可实现二氧化碳循环再利用，有利于“碳中和”目标的实现。回答下列问题：

(1)已知：①  ；

②  ；

③  。

则CH4(g)燃烧生成H2O(g)的热化学方程式为           。

(2)我国科技工作者研究发现，CO2、H2在某催化剂表面接触反应生成甲烷的前三步历程的能量变化如图所示(其中“·”表示吸附在催化剂表面、“Ts”表示过渡态)：

决定单位时间内生成H2O(g)数量多少的步骤为           (填“ⅰ”、“ⅱ”或“ⅲ”)，吸附是一个焓           (填“增”或“减”)的过程。

(3)CO2催化加氢也可得到乙烯：  ，向某密闭容器中充入5mol CO2、n mol H2进行上述反应，测得在不同温度、压强下CO2的平衡转化率如图所示(X、Y表示温度或压强)：

①           0(填“>”或“<”，下同)；Y1           Y2。

②当n=           时，CO2、H2的转化率始终相同；a点对应的反应体系中，总压强恒为28kPa，当两种反应物转化率相同时，反应开始至达到平衡时所用时间为5min，则0~5min内的平均反应速率           kPa·min-1，对应的压强平衡常数           (列出计算式即可)。

(4)已知  是基元反应，，，其中、为只与温度有关的速率常数。温度为T K时，该反应的平衡常数K=2，则此温度下，           (填“>”、“<”或“=”，下同)；若升高温度，、的变化量分别为、，则           。

4．甲烷和二氧化碳重整制合成气(CO和H2)的研究是实现碳达峰的手段之一，涉及反应如下：

I.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)    △H1=+247kJ•mol-1

Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)    △H2=+41.5kJ•mol-1

Ⅲ.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)    △H3