資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
期末核心考點 化學反應中的熱量變化
一．選擇題（共15小題）
1．（2024春 南京期末）我國科學家使用雙功能催化劑（能吸附不同粒子）催化水煤氣變換反應：CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）　ΔH＜0，反應過程示意圖如圖：
下列說法錯誤的是（　　）
A．過程Ⅰ、過程Ⅱ均為吸熱過程
B．使用催化劑提高了該反應的反應速率
C．該反應中，CO（g）和H2O（g）的總能量低于CO2（g）和H2（g）的總能量
D．示意圖中，起始時的2個H2O都參與了反應
2．（2024春 錫山區期末）下列選項所示各圖中，能表示CaCO3分解的能量變化的是（　　）
A． B．
C． D．
3．（2024春 南京期末）下列關于熱化學方程式的敘述正確的是（　　）
A．已知C（石墨，s）＝C（金剛石，s） ΔH＞0，則金剛石比石墨穩定
B．已知2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g） ΔH＝﹣483.6kJ mol﹣1，則H2燃燒熱為241.8kJ mol﹣1
C．S（g）+O2（g）＝SO2（g） ΔH1；S（s）+O2（g）＝SO2（g） ΔH2 則ΔH1＜ΔH2
D．在稀溶液中：H+（aq）+OH﹣（aq）＝H2O（l） ΔH＝﹣57.3kJ mol﹣1，若將0.5mol L﹣1的稀H2SO4與1mol L﹣1的NaOH的溶液等體積混合，放出的熱量等于57.3kJ
4．（2024秋 江蘇期末）下列說法或表示方法正確的是（　　）
A．N2H4的燃燒熱是624.0kJ/mol，則N2H4（l）+3O2（g）＝2NO2（g）+H2O（l） ΔH＝﹣624.0kJ/mol
B．N2（g）+3H2（g） 2NH3（g） ΔH＝﹣92.4kJ/mol，某容器中起始充入1mol N2（g）和3mol H2（g）達到平衡時放出92.4kJ熱量
C．等物質的量的硫蒸氣和固體硫分別完全燃燒，前者放出的熱量多
D．在稀溶液中，H+（aq）+OH﹣（aq）＝H2O（l） ΔH＝﹣57.3kJ/mol，若將含0.5mol的稀H2SO4與含0.5mol Ba（OH）2的溶液混合，則放出的熱量為57.3kJ
5．（2020春 通州區期末）下列設備工作時，將化學能轉化為熱能的是（　　）
A． 硅太陽能電池 B． 鋰離子電池
C． 太陽能集熱器 D． 燃氣灶
6．（2024秋 揚州期末）甲烷合成反應：4H2+CO22H2O+CH4是一種重要的工業化學反應，正反應為一放熱反應。下列說法正確的是（　　）
A．H2→2H這個過程需要放出能量
B．斷開反應物中化學鍵吸收的能量大于形成生成物中化學鍵放出的能量
C．該反應先發生物質變化后發生能量變化
D．正反應過程的能量變化可用如圖表示
7．（2024春 亭湖區期末）工業上由粗硅制備高純晶體硅流程中的一步反應為SiHCl3（g）+H2（g） Si（s）+3HCl（g）。下列說法正確的是（　　）
A．該反應ΔS＜0
B．該反應的平衡常數
C．用E表示鍵能，該反應ΔH＝3E（Si—Cl）+E（Si—H）+E（H—H）﹣3E（H—Cl）﹣2E（Si—Si）
D．該過程需要在無水條件下進行的原因：SiHCl3與水反應生成H2SiO3和HCl兩種物質
8．（2024春 新吳區月考）下列化學反應前后，體系的能量變化與如圖不符的是（　　）
A．2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑
B．2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
C．C3H8+5O23CO2+2H2O
D．C+H2O（g）CO+H2
9．（2024春 鹽城期末）下列反應中，一定屬于吸熱反應的是（　　）
A．需要加熱才能發生的反應
B．NaOH溶液與鹽酸的反應
C．Ba（OH）2 8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應
D．ΔH＜0的反應
10．（2024 鹽城一模）反應可用于儲氫，可能機理如圖所示。下列說法正確的是（　　）
A．該反應的ΔS＞0
B．步驟Ⅰ中CO2帶正電荷的C與催化劑中的N之間作用
C．步驟Ⅲ中存在非極性鍵的斷裂和形成
D．反應中每消耗1mol CO2，轉移電子數約為4×6.02×1023
11．（2024春 宿遷期末）接觸法制硫酸生產中的關鍵工序是SO2的催化氧化，該反應過程中能量變化如圖所示，下列說法正確的是（　　）
A．該反應的熱化學方程式為：2SO2（g）+O2（g）＝2SO3（g）ΔH＝﹣98kJ/mol
B．該反應斷裂反應物中化學鍵消耗的能量比形成生成物中化學鍵放出的能量少
C．使用高效催化劑可使反應ΔH的值增大
D．SO2（g）+1/2O2（g）＝SO3（s）ΔH＞﹣98kJ/mol
12．（2024春 銅山區期末）異丁烯與氯化氫發生加成反應過程的體系能量變化如圖所示，下列敘述正確的是（　　）
A．產物②比產物①更穩定
B．此過程中只發生了取代反應
C．異丁烯與氯化氫的加成反應為吸熱反應
D．1mol產物①或②中均含有7mol共價鍵
13．（2024春 江陰市期末）已知2H2O（l）＝2H2（g）+O2（g）ΔH＝+571.0kJ mol﹣1，兩步熱循環制H2的過程如圖。下列說法正確的是（　　）
過程Ⅰ：2Fe3O4（s）＝6FeO（s）+O2（g）ΔH1＝+604.8kJ mol﹣1
過程Ⅱ：H2O（l）+3FeO（s）＝Fe3O4（s）+H2（g）ΔH2
A．ΔH2＝﹣33.8kJ mol﹣1
B．整個過程中能量轉化形式只存在太陽能轉化為化學能
C．過程Ⅱ在任何溫度下均為自發反應
D．該制氫過程中FeO為催化劑
14．（2024春 南通期末）已知25℃時，某些物質的燃燒熱數據如表：
物質 H2（g） C（石墨，s） C（金剛石，s） CH4（g）
燃燒熱ΔH（kJ mol﹣1 ﹣285.8 ﹣393.5 ﹣395.0 ﹣89.3
下列熱化學方程式書寫正確的是（　　）
A．2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）ΔH＝﹣571.6kJ mol﹣1
B．CH4（g）═C（石墨，s）+2H2（g）ΔH＝+74.8kJ mol﹣1
C．C（石墨，s）═C（金剛石，s）ΔH＝﹣1.5kJ mol﹣1
D．CH4（g）O（l）ΔH＝﹣890.3kJ mol﹣1
15．（2024春 贛榆區期末）H2（g）和Cl2（g）反應生成HCl（g）過程中的能量變化如圖所示。下列說法正確的是（　　）
A．2mol氣態氫原子結合生成H2（g）時，吸收436.4kJ能量
B．斷開1mol HCl（g）中化學鍵需要吸收431.8kJ能量
C．Cl2（g）中的Cl—Cl鍵比HCl（g）的H—Cl鍵牢固
D．H2（g）+Cl2（g）＝2HCl（g）ΔH＝+184.5kJ mol﹣1
二．解答題（共5小題）
16．（2024 淮安三模）CO2的資源化利用是化學研究的熱點。
（1）C3H8催化脫氫可制備丙烯。反應為C3H8（g）＝C3H6（g）+H2（g）ΔH1＝+123.8kJ mol﹣1
①該反應高溫下能自發進行的原因為　 　 。
②工業生產反應溫度選擇600℃，溫度過高，反應速率和丙烯選擇性均快速下降，原因可能為　 　 。
（2）ln/HZSM﹣5催化下，CO2與C3H8耦合反應過程如圖所示。
已知：3CO2（g）+9H2（g）＝C3H6（g）+6H2O（g） ΔH2＝﹣250.2kJ mol﹣1
CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g） ΔH3＝+41.2kJ mol﹣1
耦合反應的ΔH＝　 　 kJ mol﹣1。
（3）利用電化學裝置可實現CH4和CO2的耦合轉化，原理如圖所示。
①陽極生成乙烷的電極反應式為　 　 。
②同溫同壓下，若生成乙烯和乙烷的體積比為1：1，則消耗的CH4和CO2體積比為　 　 。
（4）In2O3催化CO2加氫制甲醇。H2在In2O3表面吸附后活化生成HCOO*中間體的機理如圖所示。
①轉化1中，In元素的化合價會　 　 （選填“升高”、“降低”或“不變”）。
②根據元素電負性的變化規律，用文字描述轉化Ⅱ和Ⅲ的機理　 　 。
17．（2024 鹽城一模）CO2的捕集與利用有助于“碳中和”。
（1）CO2的捕集。
①常溫下，可用過量的氨水捕集CO2，該反應的離子方程式為 　 　 。
②乙醇胺（HOCH2CH2NH2）也能捕集CO2。乙醇胺的沸點高于氨的原因是 　 　 。
（2）CO2催化加氫制甲醇。經過“吸附→反應→脫附”等過程，主要反應為：
反應Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）＝CH3OH（g）+H2O（g） ΔH＝﹣49.5kJ mol﹣1
反應Ⅱ：CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g） ΔH＝+41.2kJ mol﹣1
反應Ⅲ：CO（g）+2H2（g）＝CH3OH（g） ΔH＝﹣90.7kJ mol﹣1
3.0MPa時，將n起始（CO2）：n起始（H2）＝1：3的原料氣勻速通過裝有催化劑的反應管，測得CH3OH產率隨溫度的變化如圖所示：
①240℃時，若n起始（CO2）＝1mol，反應管出口處檢測到0.68mol CO2，則CH3OH的選擇性＝ 　 　 。[CH3OH的選擇性]
②溫度高于260℃，CH3OH產率下降的可能原因是 　 　 。
③研究發現，CH3OH可由HCOO*（吸附在催化劑表面的物種用*標注）轉化生成，與H*或OH*作用生成HCOO*的相對能量變化如圖所示，在催化劑表面修飾羥基的優點是 　 　 。
（3）CO2制環狀碳酸酯。CO2與環氧乙烷（）轉化為環狀碳酸酯的一種可能機理如圖所示，圖中Nu﹣表示催化劑。
①中間體X的結構簡式為 　 　 。
②若用代替環氧乙烷，相同條件下，生成的產率遠大于，其原因是 　 　 。
18．（2024春 銅山區期末）H2、CO、CH4等都是重要的能源，也是重要的化工原料。
（1）水煤氣中的CO和H2在高溫下反應可生成甲烷。在體積為2L的恒容密閉容器中，充入1mol CO和5mol H2，一定溫度下發生反應：CO（g）+3H2（g） CH4（g）+H2O（g）。測得CO和H2的轉化率隨時間變化如圖所示：
①從反應開始到6min，CO的平均反應速率 　 　 ，6min時，H2的轉化率為 　 　 。
②下列敘述中能說明上述反應達到化學平衡狀態的是 　 　 （填字母）。
a.容器中混合氣體的密度保持不變
b.容器中混合氣體的總壓強保持不變
c.容器中3v正（H2）＝v逆（CH4）
d.單位時間內每消耗1mol CO，同時生成1mol CH4
（2）甲烷燃料電池裝置如圖，負極電極反應方程式為：　 　 。
（3）在25℃、101kPa時，8gCH4完全燃燒生成液態水時放出的熱量是445.0kJ。寫出CH4燃燒的熱化學反應方程式 　 　 。理想狀態下，甲烷燃料電池消耗1mol CH4所能產生的最大電能為756.5kJ，則該燃料電池的理論效率（燃料電池的理論效率是指電池所產生的最大電能與燃料電池反應所能釋放的全部能量之比）為 　 　 %。
（4）向恒容密閉容器中充入一定量CO2和H2，在不同催化劑作用下合成甲醇，反應進行相同時間后（均未達到化學平衡狀態），CO2的轉化率隨反應溫度的變化如圖所示。其中a點CO2的轉化率高于b點的原因是 　 　 。
19．（2024 江蘇模擬）環氧乙烷（，簡稱EO）是一種重要的工業原料和消毒劑。工業上用乙烯制備EO。
（1）一定條件下，乙烯與氧氣反應生成環氧乙烷（EO）和乙醛（AA）的過程中部分物料與能量變化如圖所示。
①中間體OMC生成吸附態EO（ads）的活化能為 　 　 kJ/mol。
②由EO（g）生成AA（g）的熱化學方程式為 　 　 。
（2）乙烯電解制備EO的原理示意如圖。
陽極室產生Cl2后發生的反應有：Cl2+H2O＝HCl+HClO、CH2＝CH2+HClO＝HOCH2CH2Cl。法拉第效率FE的定義：FE（B）100%。
①若FE（EO）＝100%，則溶液b的溶質為 　 　 （化學式）。
②一定條件下，反應物按一定流速通過該裝置。當乙烯完全消耗時，測得FE（EO）≈70%，S（EO）≈97%。
推測FE（EO）≈70%的原因：若沒有生成EO的乙烯全部在陽極放電生成CO2，則生成CO2的電極反應方程式為 　 　 ，FE（CO2）≈　 　 。經檢驗陽極放電產物沒有CO2，則S（EO）≈97%的可能原因是 　 　 。
20．（2024春 鹽城期末）工業上使用“三步接觸法”制硫酸，“接觸室”中發生的反應為：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g），T℃時該反應過程中的能量變化如圖1所示：
（1）由圖像判斷該反應為 　 　 反應（選擇“放熱”或者“吸熱”）。
（2）若E1＝251kJ，E2＝349kJ則該反應的熱方程式可以表示為：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g） ΔH＝ 　 　 kJ mol﹣1。
（3）下列措施能使該反應速率增大的是 　 　 （填字母，下同）。
A．升高溫度
B．減小壓強
C．使用合適的催化劑
D．分離出產物SO3
（4）若上述反應在恒容的密閉容器中進行，下列敘述中能說明該反應已達平衡狀態的是 　 　 。
A．SO2的濃度不再變化
B．SO2、O2、SO3的物質的量相等
C．容器內的總壓強不再變化
D．容器內氣體的平均摩爾質量不再改變
（5）隨著技術的不斷改進，利用原電池原理使該反應制備硫酸成為可能（裝置如圖2）電池總反應為：2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4。
①孔電極B通入氣體為SO2，則B為 　 　 。（填“正極”或“負極”）
②多孔電極A的電極反應式為：　 　 。
③A電極消耗6.72L的氣體時（標況下），通過質子膜的H+的物質的量為 　 　 mol。
期末核心考點 化學反應中的熱量變化
參考答案與試題解析
一．選擇題（共15小題）
1．（2024春 南京期末）我國科學家使用雙功能催化劑（能吸附不同粒子）催化水煤氣變換反應：CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）　ΔH＜0，反應過程示意圖如圖：
下列說法錯誤的是（　　）
A．過程Ⅰ、過程Ⅱ均為吸熱過程
B．使用催化劑提高了該反應的反應速率
C．該反應中，CO（g）和H2O（g）的總能量低于CO2（g）和H2（g）的總能量
D．示意圖中，起始時的2個H2O都參與了反應
【專題】化學反應中的能量變化；理解與辨析能力．
【分析】A．過程Ⅰ、過程Ⅱ均為水分子中O—H鍵的斷裂；
B．使用催化劑可以降低反應物的活化能；
C．ΔH＝生成物總能量﹣反應物總能量＜0，即生成物總能量小于反應物總能量；
D．經過程Ⅰ、過程Ⅱ起始時的2個H2O分子中的O—H鍵均有斷裂。
【解答】解：A．過程Ⅰ、過程Ⅱ均為水分子中O—H鍵的斷裂，化學鍵的斷裂為吸熱過程，故A正確；
B．使用催化劑可以降低反應物的活化能，從而提高反應速率，故B正確；
C．ΔH＝生成物總能量﹣反應物總能量＜0，為放熱反應，則生成物總能量小于反應物總能量，所以CO（g）和H2O（g）的總能量高于CO2（g）和H2（g）的總能量，故C錯誤；
D．經過程Ⅰ、過程Ⅱ起始時的2個H2O分子中的O—H鍵均有斷裂，則起始時的2個H2O都參與了反應，故D正確；
故選：C。
【點評】本題考查反應中的能量變化，側重考查學生焓變的掌握情況，試題難度中等。
2．（2024春 錫山區期末）下列選項所示各圖中，能表示CaCO3分解的能量變化的是（　　）
A． B．
C． D．
【專題】化學反應中的能量變化；理解與辨析能力．
【分析】CaCO3分解生成氧化鈣和二氧化碳，屬于吸熱反應。
【解答】解：生成物總能量大于反應物總能量，CaCO3分解生成氧化鈣和二氧化碳，屬于吸熱反應，
故選：A。
【點評】本題考查反應中的能量變化，側重考查學生焓變的掌握情況，試題難度中等。
3．（2024春 南京期末）下列關于熱化學方程式的敘述正確的是（　　）
A．已知C（石墨，s）＝C（金剛石，s） ΔH＞0，則金剛石比石墨穩定
B．已知2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g） ΔH＝﹣483.6kJ mol﹣1，則H2燃燒熱為241.8kJ mol﹣1
C．S（g）+O2（g）＝SO2（g） ΔH1；S（s）+O2（g）＝SO2（g） ΔH2 則ΔH1＜ΔH2
D．在稀溶液中：H+（aq）+OH﹣（aq）＝H2O（l） ΔH＝﹣57.3kJ mol﹣1，若將0.5mol L﹣1的稀H2SO4與1mol L﹣1的NaOH的溶液等體積混合，放出的熱量等于57.3kJ
【專題】化學反應中的能量變化；理解與辨析能力．
【分析】A．該反應為吸熱反應；
B．在25℃，100kPa時，1mol物質完全燃燒生成穩定的化合物放出的熱量，叫做該物質的燃燒熱；
C．根據蓋斯定律可得：S（g）＝S（s），ΔH＝ΔH1﹣ΔH2，氣態物質變為固態是放熱的過程；
D．在稀溶液中，強酸跟強堿發生中和反應生成1 mol液態水時所釋放的熱量叫做中和熱。
【解答】解：A．該反應為吸熱反應，說明等物質的量的情況下，石墨的能量較低，即石墨更穩定，故A錯誤；
B．在25℃，100kPa時，1mol物質完全燃燒生成穩定的化合物放出的熱量，叫做該物質的燃燒熱；在25℃時，H2O的穩定狀態是液態，所以H2燃燒熱不是241.8kJ mol﹣1，故B錯誤；
C．根據蓋斯定律可得：S（g）＝S（s），ΔH＝ΔH1﹣ΔH2，氣態物質變為固態是放熱的過程，即ΔH＝ΔH1﹣ΔH2＜0，所以ΔH1＜ΔH2，故C正確；
D．題中未告知酸堿的體積，無法保證生成的水的物質的量為1mol，故放出的熱量不一定是57.3kJ，故D錯誤；
故選：C。
【點評】本題考查化學反應中的能量變化，側重考查學生焓變的掌握情況，試題難度中等。
4．（2024秋 江蘇期末）下列說法或表示方法正確的是（　　）
A．N2H4的燃燒熱是624.0kJ/mol，則N2H4（l）+3O2（g）＝2NO2（g）+H2O（l） ΔH＝﹣624.0kJ/mol
B．N2（g）+3H2（g） 2NH3（g） ΔH＝﹣92.4kJ/mol，某容器中起始充入1mol N2（g）和3mol H2（g）達到平衡時放出92.4kJ熱量
C．等物質的量的硫蒸氣和固體硫分別完全燃燒，前者放出的熱量多
D．在稀溶液中，H+（aq）+OH﹣（aq）＝H2O（l） ΔH＝﹣57.3kJ/mol，若將含0.5mol的稀H2SO4與含0.5mol Ba（OH）2的溶液混合，則放出的熱量為57.3kJ
【專題】化學反應中的能量變化；理解與辨析能力．
【分析】A．燃燒熱是在101 kPa時，1 mol純物質完全燃燒生成指定產物時所放出的熱量；
B．該反應是一個可逆反應，故在密閉容器中充入1mol N2（g）和3mol H2（g），N2、H2不能完全反應；
C．已知等量的硫蒸氣具有的總能量比硫固體的高；
D．由于Ba2+和硫酸根離子參與反應生成BaSO4的過程中也有熱效應。
【解答】解：A．燃燒熱是在101 kPa時，1 mol純物質完全燃燒生成指定產物時所放出的熱量；N2H4的燃燒熱是624.0kJ/mol，反應中應該生成的是氮氣和液態水，而不是二氧化氮，故A錯誤；
B．該反應是一個可逆反應，故N2、H2不能完全反應，故充分反應后放出的熱量小于92.4kJ，故B錯誤；
C．已知等量的硫蒸氣具有的總能量比硫固體的高，故在相同條件下，將等量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，前者放出熱量多，故C正確；
D．Ba2+和硫酸根離子反應生成BaSO4也有熱效應，若將含0.5mol的稀H2SO4與含0.5mol Ba（OH）2的溶液混合，放出的熱量不為57.3kJ，故D錯誤；
故選：C。
【點評】本題考查反應中的能量變化，側重考查學生焓變的掌握情況，試題難度中等。
5．（2020春 通州區期末）下列設備工作時，將化學能轉化為熱能的是（　　）
A． 硅太陽能電池 B． 鋰離子電池
C． 太陽能集熱器 D． 燃氣灶
【專題】化學反應中的能量變化．
【分析】化學變化中不但生成新物質而且還會伴隨著能量的變化，解題時要注意看過程中否發生化學變化，是否產生了熱量．
【解答】解：A．硅太陽能電池是太陽能轉化為電能，故A錯誤；
B．鋰離子電池是把化學能轉化為電能，故B錯誤；
C．太陽能集熱器是把太陽能轉化為熱能，故C錯誤；
D．燃燒是放熱反應，是化學能轉化為熱能，故D正確。
故選：D。
【點評】本題考查能量的轉化形式，難度不大，該題涉及了兩方面的知識：一方面對物質變化的判斷，另一方面是一定注意符合化學能向熱能的轉化條件．
6．（2024秋 揚州期末）甲烷合成反應：4H2+CO22H2O+CH4是一種重要的工業化學反應，正反應為一放熱反應。下列說法正確的是（　　）
A．H2→2H這個過程需要放出能量
B．斷開反應物中化學鍵吸收的能量大于形成生成物中化學鍵放出的能量
C．該反應先發生物質變化后發生能量變化
D．正反應過程的能量變化可用如圖表示
【專題】化學反應中的能量變化；理解與辨析能力．
【分析】A．化學鍵的斷裂需要吸收能量；
B．圖示反應為放熱反應；
C．化學反應的實質是舊鍵的斷裂和新鍵的形成；
D．該反應為放熱反應。
【解答】解：A．化學鍵的斷裂需要吸收能量，故A錯誤；
B．放熱反應中斷開反應物化學鍵吸收的能量小于形成生成物化學鍵放出的能量，圖示反應為放熱反應，故B錯誤；
C．化學反應的實質是舊鍵的斷裂和新鍵的形成，說明發生化學反應的過程中同時伴隨能量變化，故C錯誤；
D．該反應為放熱反應，則反應中反應物的總能量大于生成物的總能量，故D正確；
故選：D。
【點評】本題考查反應中的能量變化，側重考查學生焓變的掌握情況，試題難度中等。
7．（2024春 亭湖區期末）工業上由粗硅制備高純晶體硅流程中的一步反應為SiHCl3（g）+H2（g） Si（s）+3HCl（g）。下列說法正確的是（　　）
A．該反應ΔS＜0
B．該反應的平衡常數
C．用E表示鍵能，該反應ΔH＝3E（Si—Cl）+E（Si—H）+E（H—H）﹣3E（H—Cl）﹣2E（Si—Si）
D．該過程需要在無水條件下進行的原因：SiHCl3與水反應生成H2SiO3和HCl兩種物質
【專題】化學反應中的能量變化．
【分析】A．反應SiHCl3（g）+H2（g） Si（s）+3HCl（g）是氣體分子數增大的反應；
B．平衡常數K等于生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值；
C．焓變ΔH＝反應物總鍵能﹣生成物總鍵能；
D．SiHCl3與水反應生成H2SiO3、HCl和氫氣。
【解答】解：A．反應SiHCl3（g）+H2（g） Si（s）+3HCl（g）是氣體分子數增大的反應，即是熵增的反應，反應的ΔS＞0，故A錯誤；
B．該反應中Si是固體，濃度為1，則該反應的平衡常數K，故B錯誤；
C．Si是共價晶體，1mol Si原子中含有4molSi—Si鍵，即1mol Si原子中含有2mol Si—Si鍵，該反應的焓變ΔH＝反應物總鍵能﹣生成物總鍵能＝3E（Si—Cl）+E（Si—H）+E（H—H）﹣3E（H—Cl）﹣2E（Si—Si），故C正確；
D．該過程需要在無水條件下進行，其原因為SiHCl3+3H2O═H2SiO3↓+H2↑+3HCl↑，故D錯誤；
故選：C。
【點評】本題考查反應熱與焓變，側重基礎知識綜合運用能力考查，把握焓變與物質總鍵能的計算關系、平衡常數表達式、物質性質及發生的反應是解題關鍵，題目難度中等。
8．（2024春 新吳區月考）下列化學反應前后，體系的能量變化與如圖不符的是（　　）
A．2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑
B．2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
C．C3H8+5O23CO2+2H2O
D．C+H2O（g）CO+H2
【專題】化學反應中的能量變化；理解與辨析能力．
【分析】由圖可知，反應物能量高于生成物能量，為放熱反應。
【解答】解：A．鈉與水的反應是放熱反應，故A錯誤；
B．鋁熱反應是放熱反應，故B錯誤；
C．丙烷燃燒的反應是放熱反應，故C錯誤；
D．碳和水蒸氣高溫制水煤氣的反應是吸熱反應，故D正確；
故選：D。
【點評】本題主要考查化學反應中能量的變化，特別是放熱反應和吸熱反應的判斷。注意完成此題，可以從題干中抽取有用的信息，結合已有的能量變化知識進行解題。
9．（2024春 鹽城期末）下列反應中，一定屬于吸熱反應的是（　　）
A．需要加熱才能發生的反應
B．NaOH溶液與鹽酸的反應
C．Ba（OH）2 8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應
D．ΔH＜0的反應
【專題】化學反應中的能量變化；理解與辨析能力．
【分析】常見的放熱反應有：所有的物質燃燒、所有金屬與酸或與水、所有中和反應、絕大多數化合反應、鋁熱反應；
常見的吸熱反應有：絕大數分解反應、個別的化合反應（如C和CO2）、工業制水煤氣、碳（一氧化碳、氫氣）還原金屬氧化物、某些復分解（如銨鹽和強堿），以此來解答。
【解答】解：A．需要加熱或點燃的反應不一定是吸熱反應，如煤的燃燒，故A錯誤；
B．NaOH溶液與鹽酸的反應是放熱反應，故B錯誤；
C．氫氧化鋇和氯化銨晶體混合后生成氯化鋇、氨氣和水，是吸熱反應，故C正確；
D．ΔH＜0的反應，是放熱反應，故C錯誤；
故選：C。
【點評】本題考查反應熱與焓變，為高頻考點，把握反應中能量變化、常見的吸熱反應為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，題目難度不大。
10．（2024 鹽城一模）反應可用于儲氫，可能機理如圖所示。下列說法正確的是（　　）
A．該反應的ΔS＞0
B．步驟Ⅰ中CO2帶正電荷的C與催化劑中的N之間作用
C．步驟Ⅲ中存在非極性鍵的斷裂和形成
D．反應中每消耗1mol CO2，轉移電子數約為4×6.02×1023
【專題】化學反應中的能量變化；理解與辨析能力．
【分析】A．該反應的正反應是氣體體積減小的反應；
B．CO2中C顯正價，O顯負價；
C．步驟Ⅲ中不存在非極性鍵的斷裂和形成；
D．該反應中CO2中C元素的化合價由+4價降低到+2價。
【解答】解：A．該反應的正反應是氣體體積減小的反應，所以該反應的ΔS＜0，故A錯誤；
B．CO2中C顯正價，O顯負價，步驟I可理解為CO2中帶部分正電荷的C與催化劑中的N之間作用，故B正確；
C．步驟Ⅲ中不存在非極性鍵的斷裂和形成，故C錯誤；
D．該反應中CO2中C元素的化合價由+4價降低到+2價，每消耗1mol CO2轉移電子的數目約為2×6.02×1023，故D錯誤；
故選：B。
【點評】本題考查反應中的能量變化，側重考查學生焓變的掌握情況，試題難度中等。
11．（2024春 宿遷期末）接觸法制硫酸生產中的關鍵工序是SO2的催化氧化，該反應過程中能量變化如圖所示，下列說法正確的是（　　）
A．該反應的熱化學方程式為：2SO2（g）+O2（g）＝2SO3（g）ΔH＝﹣98kJ/mol
B．該反應斷裂反應物中化學鍵消耗的能量比形成生成物中化學鍵放出的能量少
C．使用高效催化劑可使反應ΔH的值增大
D．SO2（g）+1/2O2（g）＝SO3（s）ΔH＞﹣98kJ/mol
【專題】化學反應中的能量變化；理解與辨析能力．
【分析】A．反應熱的數值與方程式的系數成正比；
B．ΔH＝斷裂反應物中化學鍵消耗的能量﹣形成生成物中化學鍵放出的能量；
C．使用高效催化劑不改變ΔH；
D．放熱越多，ΔH越小。
【解答】解：A．該反應的熱化學方程式為：2SO2（g）+O2（g）＝2SO3（g）ΔH＝﹣196kJ/mol，故A錯誤；
B．該反應為放熱反應，ΔH＜0，即斷裂反應物中化學鍵消耗的能量比形成生成物中化學鍵放出的能量少，故B正確；
C．使用高效催化劑不能使反應ΔH的值增大，只能加快反應速率，故C錯誤；
D．SO3氣體轉化為固體時，繼續放熱，所以SO2（g）O2（g）＝SO3（s）ΔH＜﹣98kJ/mol，故D錯誤；
故選：B。
【點評】本題主要考查熱化學方程式的書寫，屬于基本知識的考查，難度中等。
12．（2024春 銅山區期末）異丁烯與氯化氫發生加成反應過程的體系能量變化如圖所示，下列敘述正確的是（　　）
A．產物②比產物①更穩定
B．此過程中只發生了取代反應
C．異丁烯與氯化氫的加成反應為吸熱反應
D．1mol產物①或②中均含有7mol共價鍵
【專題】化學反應中的能量變化；理解與辨析能力．
【分析】A．物質能量越低越穩定；
B．烯烴易發生加成反應；
C．反應物總能量高于生成物總能量；
D．產物①或②中均含有12條共價鍵。
【解答】解：A．產物②的能量比產物①低，所以產物②比產物①更穩定，故A正確；
B．此過程中只發生了加成反應，故B錯誤；
C．異丁烯與氯化氫的加成反應為放熱反應，故C錯誤；
D．1mol產物①或②中均含有12mol共價鍵，故D錯誤；
故選：A。
【點評】本題主要考查反應熱與焓變的相關知識，側重考查學生看圖理解能力，對學生的能力要求較高，難度中等。
13．（2024春 江陰市期末）已知2H2O（l）＝2H2（g）+O2（g）ΔH＝+571.0kJ mol﹣1，兩步熱循環制H2的過程如圖。下列說法正確的是（　　）
過程Ⅰ：2Fe3O4（s）＝6FeO（s）+O2（g）ΔH1＝+604.8kJ mol﹣1
過程Ⅱ：H2O（l）+3FeO（s）＝Fe3O4（s）+H2（g）ΔH2
A．ΔH2＝﹣33.8kJ mol﹣1
B．整個過程中能量轉化形式只存在太陽能轉化為化學能
C．過程Ⅱ在任何溫度下均為自發反應
D．該制氫過程中FeO為催化劑
【專題】化學反應中的能量變化．
【分析】A．根據蓋斯定律：Ⅰ+2×Ⅱ得2H2O（l）＝2H2（g）+O2（g），ΔH2；
B．整個過程中能量轉化形式有太陽能轉化為化學能，化學能轉化為熱量；
C．ΔH﹣TΔS＜0，反應自發進行；
D．Fe3O4（s）先消耗后生成。
【解答】解：A．根據蓋斯定律：Ⅰ+2×Ⅱ得2H2O（l）＝2H2（g）+O2（g），ΔH2（571.2﹣604.8）kJ/mol＝﹣16.9kJ/mol，故A錯誤；
B．整個過程中能量轉化形式有太陽能轉化為化學能，過程Ⅱ為放熱反應，在反應過程中化學能轉化為熱量，故B錯誤；
C．過程ⅡΔH＜0，ΔS＞0，根據ΔH﹣TΔS＜0，反應自發進行，所以過程Ⅱ在任何溫度下均為自發反應，故C正確；
D．Fe3O4（s）先消耗后生成，所以該制氫過程中Fe3O4（s）為催化劑，故D錯誤；
故選：C。
【點評】本題考查反應熱與焓變，側重考查學生識圖能力和分析能力，掌握蓋斯定律為解題關鍵，此題難度不大。
14．（2024春 南通期末）已知25℃時，某些物質的燃燒熱數據如表：
物質 H2（g） C（石墨，s） C（金剛石，s） CH4（g）
燃燒熱ΔH（kJ mol﹣1 ﹣285.8 ﹣393.5 ﹣395.0 ﹣89.3
下列熱化學方程式書寫正確的是（　　）
A．2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）ΔH＝﹣571.6kJ mol﹣1
B．CH4（g）═C（石墨，s）+2H2（g）ΔH＝+74.8kJ mol﹣1
C．C（石墨，s）═C（金剛石，s）ΔH＝﹣1.5kJ mol﹣1
D．CH4（g）O（l）ΔH＝﹣890.3kJ mol﹣1
【專題】化學反應中的能量變化．
【分析】A．燃燒熱是指1mol純物質完全燃燒生成穩定氧化物時所放出的熱量；
B．根據燃燒熱數據可得：①CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（l）ΔH＝﹣890.3kJ/mol；②C（石墨，s）+O2（g）＝CO2（g）ΔH＝﹣393.5kJ/mol；③H2（g）O2（g）＝H2O（l）ΔH＝﹣285.8kJ/mol，根據蓋斯定律進行計算；
C．由C（石墨，s）+O2（g）＝CO2（g）ΔH＝﹣393.5kJ/mol，C（金剛石，s）+O2（g）＝CO2（g）ΔH＝﹣395.0kJ/mol，用前式減去后式可得C（石墨，s）＝C（金剛石，s）ΔH＝+1.5kJ/mol；
D．CH4燃燒熱是指1mol CH4完全燃燒生成CO2和液態水時放出的熱量。
【解答】解：A．燃燒熱是指1mol純物質完全燃燒生成穩定氧化物時所放出的熱量，H2燃燒生成的穩定氧化物是液態水，不是氣態水，故A錯誤；
B．根據燃燒熱數據可得：①CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（l）ΔH＝﹣890.3kJ/mol；②C（石墨，s）+O2（g）＝CO2（g）ΔH＝﹣393.5kJ/mol；③H2（g）O2（g）＝H2O（l）ΔH＝﹣285.8kJ/mol，由②+③×2﹣①可得CH4（g）＝C（石墨，s）+2H2（g），ΔH＝﹣393.5kJ/mol﹣285.8kJ/mol×2+890.3kJ/mol＝+74.8\kJ/mol，故B正確；
C．由C（石墨，s）+O2（g）＝CO2（g）ΔH＝﹣393.5kJ/mol，C（金剛石，s）+O2（g）＝CO2（g）ΔH＝﹣395.0kJ/mol，用前式減去后式可得C（石墨，s）＝C（金剛石，s）ΔH＝+1.5kJ/mol，故C錯誤；
D．CH4燃燒熱是指1mol CH4完全燃燒生成CO2和液態水時放出的熱量，而該反應生成的是CO，不是CH4的燃燒熱，故D錯誤；
故選：B。
【點評】本題主要考查了熱化學方程式的書寫和判斷，題目難度不大，掌握燃燒熱的概念和熱化學方程式書寫的方法是解答該題的關鍵。
15．（2024春 贛榆區期末）H2（g）和Cl2（g）反應生成HCl（g）過程中的能量變化如圖所示。下列說法正確的是（　　）
A．2mol氣態氫原子結合生成H2（g）時，吸收436.4kJ能量
B．斷開1mol HCl（g）中化學鍵需要吸收431.8kJ能量
C．Cl2（g）中的Cl—Cl鍵比HCl（g）的H—Cl鍵牢固
D．H2（g）+Cl2（g）＝2HCl（g）ΔH＝+184.5kJ mol﹣1
【專題】化學反應中的能量變化；理解與辨析能力．
【分析】A．斷鍵吸熱，成鍵放熱；
B．H—Cl的鍵能是431.8kJ/mol；
C．鍵能越大，鍵越牢固；
D．ΔH＝反應物鍵能之和﹣生成物鍵能之和。
【解答】解：A．2mol氣態氫原子結合生成H2（g）時，放出436.4kJ能量，故A錯誤；
B．由圖可知，斷開1mol HCl（g）中化學鍵需要吸收431.8kJ能量，故B正確；
C．由題圖可知，Cl2（g）中的Cl—Cl鍵沒有HCl（g）的H—Cl鍵牢固，故C錯誤；
D．H2（g）+Cl2（g）＝2HCl（g）ΔH＝﹣184.5kJ mol﹣1，故D錯誤；
故選：B。
【點評】本題主考考查反應熱與焓變的相關知識，屬于基本知識的考查，難度不大。
二．解答題（共5小題）
16．（2024 淮安三模）CO2的資源化利用是化學研究的熱點。
（1）C3H8催化脫氫可制備丙烯。反應為C3H8（g）＝C3H6（g）+H2（g）ΔH1＝+123.8kJ mol﹣1
①該反應高溫下能自發進行的原因為　該反應的ΔH＞0，ΔS＞0，高溫下ΔH﹣TΔS＜0，反應可自發進行　 。
②工業生產反應溫度選擇600℃，溫度過高，反應速率和丙烯選擇性均快速下降，原因可能為　溫度過高，丙烷裂解產生CH4、C2H4、C和氫氣等副產物，使丙烯的選擇性下降；同時高溫下產生積碳使催化劑快速失活，反應速率快速下降　 。
（2）ln/HZSM﹣5催化下，CO2與C3H8耦合反應過程如圖所示。
已知：3CO2（g）+9H2（g）＝C3H6（g）+6H2O（g） ΔH2＝﹣250.2kJ mol﹣1
CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g） ΔH3＝+41.2kJ mol﹣1
耦合反應的ΔH＝　+165.0　 kJ mol﹣1。
（3）利用電化學裝置可實現CH4和CO2的耦合轉化，原理如圖所示。
①陽極生成乙烷的電極反應式為　　 。
②同溫同壓下，若生成乙烯和乙烷的體積比為1：1，則消耗的CH4和CO2體積比為　4：3　 。
（4）In2O3催化CO2加氫制甲醇。H2在In2O3表面吸附后活化生成HCOO*中間體的機理如圖所示。
①轉化1中，In元素的化合價會　降低　 （選填“升高”、“降低”或“不變”）。
②根據元素電負性的變化規律，用文字描述轉化Ⅱ和Ⅲ的機理　CO2分子中的一個O原子填充到氧空位，促進CO2分子中C＝O鍵斷裂；In的電負性小于H，與In相連的H原子帶負電，C的電負性小于O，與O相連的C原子帶正電；帶負電的H進攻帶正電的C原子生成HCOO*，（吸附在In2O3表面）　 。
【專題】化學反應中的能量變化；理解與辨析能力．
【分析】（1）①該反應高溫下能自發進行的原因為：該反應的ΔH＞0，ΔS＞0；
②工業生產反應溫度選擇600℃，溫度過高，反應速率和丙烯選擇性均快速下降，原因可能為：溫度過高，丙烷裂解產生CH4、C2H4、C和氫氣等副產物，使丙烯的選擇性下降；
（2）已知：I.；II.3CO2（g）+9H2（g）＝C3H6（g）+6H2O（g）ΔH2＝﹣250.2kJ mol﹣1；III.CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g）ΔH3＝+41.2kJ mol﹣1；由蓋斯定律可知，I+III可得C3H8（g）+CO2（g）＝C3H6（g）+CO（g）+H2O（g）；
（3）①由圖可知，CH4在陽極失去電子生成乙烷；
②由圖可知，CO2在陰極得到電子生成CO，電極方程式為：CO2+2e﹣＝CO+O2﹣，由圖可知，CH4在陽極失去電子生成乙烷或乙烯；
（4）①轉化1中，In2O3中產生了氧空位，由化合價代數和為零可知；
②根據元素電負性的變化規律，用文字描述轉化Ⅱ和Ⅲ的機理為：CO2分子中的一個O原子填充到氧空位，促進CO2分子中C＝O鍵斷裂；In的電負性小于H，與In相連的H原子帶負電，C的電負性小于O，與O相連的C原子帶正電。
【解答】解：（1）①該反應高溫下能自發進行的原因為：該反應的ΔH＞0，ΔS＞0，高溫下ΔH﹣TΔS＜0，反應可自發進行，
故答案為：該反應的ΔH＞0，ΔS＞0，高溫下ΔH﹣TΔS＜0，反應可自發進行；
②工業生產反應溫度選擇600℃，溫度過高，反應速率和丙烯選擇性均快速下降，原因可能為：溫度過高，丙烷裂解產生CH4、C2H4、C和氫氣等副產物，使丙烯的選擇性下降；同時高溫下產生積碳使催化劑快速失活，反應速率快速下降，
故答案為：溫度過高，丙烷裂解產生CH4、C2H4、C和氫氣等副產物，使丙烯的選擇性下降；同時高溫下產生積碳使催化劑快速失活，反應速率快速下降；
（2）已知：I.；II.3CO2（g）+9H2（g）＝C3H6（g）+6H2O（g）ΔH2＝﹣250.2kJ mol﹣1；III.CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g）ΔH3＝+41.2kJ mol﹣1；由蓋斯定律可知，I+III可得C3H8（g）+CO2（g）＝C3H6（g）+CO（g）+H2O（g） 165.0kJ mol﹣1，
故答案為：+165.0；
（3）①由圖可知，CH4在陽極失去電子生成乙烷的電極反應式為：，
故答案為：；
②由圖可知，CO2在陰極得到電子生成CO，電極方程式為：CO2+2e﹣＝CO+O2﹣，由圖可知，CH4在陽極失去電子生成乙烷或乙烯，電極反應式為：、，若生成乙烯和乙烷的體積比為1：1，則失去6個電子，消耗4mol CH4，3mol CO2，則消耗的CH4和CO2體積比為4：3，
故答案為：4：3；
（4）①轉化1中，In2O3中產生了氧空位，由化合價代數和為零可知，In元素的化合價會降低，
故答案為：降低；
②根據元素電負性的變化規律，用文字描述轉化Ⅱ和Ⅲ的機理為：CO2分子中的一個O原子填充到氧空位，促進CO2分子中C＝O鍵斷裂；In的電負性小于H，與In相連的H原子帶負電，C的電負性小于O，與O相連的C原子帶正電；帶負電的H進攻帶正電的C原子生成HCOO*，（吸附在In2O3表面），
故答案為：CO2分子中的一個O原子填充到氧空位，促進CO2分子中C＝O鍵斷裂；In的電負性小于H，與In相連的H原子帶負電，C的電負性小于O，與O相連的C原子帶正電；帶負電的H進攻帶正電的C原子生成HCOO*，（吸附在In2O3表面）。
【點評】本題考查反應中的能量變化，側重考查學生焓變的掌握情況，試題難度中等。
17．（2024 鹽城一模）CO2的捕集與利用有助于“碳中和”。
（1）CO2的捕集。
①常溫下，可用過量的氨水捕集CO2，該反應的離子方程式為 　2NH3 H2O+CO2H2O　 。
②乙醇胺（HOCH2CH2NH2）也能捕集CO2。乙醇胺的沸點高于氨的原因是 　乙醇胺形成的分子間氫鍵更強，且相對分子質量大于氨分子，范德華力更強　 。
（2）CO2催化加氫制甲醇。經過“吸附→反應→脫附”等過程，主要反應為：
反應Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）＝CH3OH（g）+H2O（g） ΔH＝﹣49.5kJ mol﹣1
反應Ⅱ：CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g） ΔH＝+41.2kJ mol﹣1
反應Ⅲ：CO（g）+2H2（g）＝CH3OH（g） ΔH＝﹣90.7kJ mol﹣1
3.0MPa時，將n起始（CO2）：n起始（H2）＝1：3的原料氣勻速通過裝有催化劑的反應管，測得CH3OH產率隨溫度的變化如圖所示：
①240℃時，若n起始（CO2）＝1mol，反應管出口處檢測到0.68mol CO2，則CH3OH的選擇性＝ 　93.75%　 。[CH3OH的選擇性]
②溫度高于260℃，CH3OH產率下降的可能原因是 　CO2和H2的吸附量下降或積碳覆蓋催化劑活性點位或生成一氧化碳等其他含碳化合物　 。
③研究發現，CH3OH可由HCOO*（吸附在催化劑表面的物種用*標注）轉化生成，與H*或OH*作用生成HCOO*的相對能量變化如圖所示，在催化劑表面修飾羥基的優點是 　降低生成HCOO*的活化能，加快反應速率　 。
（3）CO2制環狀碳酸酯。CO2與環氧乙烷（）轉化為環狀碳酸酯的一種可能機理如圖所示，圖中Nu﹣表示催化劑。
①中間體X的結構簡式為 　　 。
②若用代替環氧乙烷，相同條件下，生成的產率遠大于，其原因是 　甲基的體積大于氫原子，空間位阻大，Nu﹣主要與不連甲基的碳原子作用　 。
【專題】化學反應中的能量變化；分析與推測能力．
【分析】（1）根據常溫下，可用過量的氨水捕集二氧化碳的反應為過濾的氨水與二氧化碳反應生成碳酸銨和水，乙醇胺形成的分子間氫鍵更強，且相對分子質量大于氨分子，進行分析；
（2）根據溫度高于260℃，甲醇產率下降可能是二氧化碳和氫氣的吸附量下降、積碳覆蓋催化劑活性點位導致催化劑活性降低、生成一氧化碳等其他含碳化合物，在催化劑表面修飾羥基可以降低生成HCOO*的活化能，加快反應速率進行分析；
（3）根據甲基的體積大于氫原子，空間位阻大，Nu﹣主要與不連甲基的碳原子作用所致進行分析。
【解答】解：（1）①常溫下，氨水與CO2反應生成碳酸銨和水，反應的離子方程式為2 NH3 H2O+CO2H2O，
故答案為：2 NH3 H2O+CO2H2O；
②乙醇胺和氨分子都能形成分子間氫鍵，乙醇胺的沸點高于氨分子說明乙醇胺形成的分子間氫鍵更強，且相對分子質量大于氨分子，范德華力更強所致，
故答案為：乙醇胺形成的分子間氫鍵更強，且相對分子質量大于氨分子，范德華力更強；
（2）①240℃時，甲醇的產率為30%，由起始CO2的物質的量為1mol，反應管出口處檢測到CO2的物質的量為0.68mol可知，甲醇的選擇性為93.75%，
故答案為：93.75%；
②溫度高于260℃，甲醇產率下降可能是CO2和H2的吸附量下降、積碳覆蓋催化劑活性點位導致催化劑活性降低、生成CO等其他含碳化合物所致，
故答案為：CO2和H2的吸附量下降或積碳覆蓋催化劑活性點位或生成一氧化碳等其他含碳化合物；
③在催化劑表面修飾羥基可以降低生成HCOO*的活化能，加快反應速率，
故答案為：降低生成HCOO*的活化能，加快反應速率；
（3）①由反應機理可知，中間體X的結構簡式為，
故答案為：；
②若用代替環氧乙烷，相同條件下，生成的產率遠大于是因為甲基的體積大于氫原子，空間位阻大，Nu﹣主要與不連甲基的碳原子作用所致，
故答案為：甲基的體積大于氫原子，空間位阻大，Nu﹣主要與不連甲基的碳原子作用。
【點評】本題主要考查反應熱和焓變等，注意完成此題，可以從題干中抽取有用的信息，結合已有的知識進行解題。
18．（2024春 銅山區期末）H2、CO、CH4等都是重要的能源，也是重要的化工原料。
（1）水煤氣中的CO和H2在高溫下反應可生成甲烷。在體積為2L的恒容密閉容器中，充入1mol CO和5mol H2，一定溫度下發生反應：CO（g）+3H2（g） CH4（g）+H2O（g）。測得CO和H2的轉化率隨時間變化如圖所示：
①從反應開始到6min，CO的平均反應速率 　0.05mol/（L min）　 ，6min時，H2的轉化率為 　36%　 。
②下列敘述中能說明上述反應達到化學平衡狀態的是 　B　 （填字母）。
a.容器中混合氣體的密度保持不變
b.容器中混合氣體的總壓強保持不變
c.容器中3v正（H2）＝v逆（CH4）
d.單位時間內每消耗1mol CO，同時生成1mol CH4
（2）甲烷燃料電池裝置如圖，負極電極反應方程式為：　CH4+10OH﹣﹣8e﹣7H2O　 。
（3）在25℃、101kPa時，8gCH4完全燃燒生成液態水時放出的熱量是445.0kJ。寫出CH4燃燒的熱化學反應方程式 　CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（l） ΔH＝﹣890kJ/mol　 。理想狀態下，甲烷燃料電池消耗1mol CH4所能產生的最大電能為756.5kJ，則該燃料電池的理論效率（燃料電池的理論效率是指電池所產生的最大電能與燃料電池反應所能釋放的全部能量之比）為 　85　 %。
（4）向恒容密閉容器中充入一定量CO2和H2，在不同催化劑作用下合成甲醇，反應進行相同時間后（均未達到化學平衡狀態），CO2的轉化率隨反應溫度的變化如圖所示。其中a點CO2的轉化率高于b點的原因是 　a點和b點均未達到平衡狀態，b點比a點反應溫度高，但a點催化劑的效率比b點催化劑的效率更高，反應速率更快，單位時間內，CO2的轉化率更高（或a點催化劑對速率的影響大于b點溫度對反應速率的影響）　 。
【專題】化學反應中的能量變化；電化學專題；理解與辨析能力．
【分析】（1）①根據v進行計算，轉化率100%；
②a.容器體積不變，氣體總質量不變，所以混合氣體的密度試紙保持不變；
b.反應：CO（g）+3H2（g） CH4（g）+H2O（g）是氣體分子總數改變的反應，容器中混合氣體的總壓強保持不變，即氣體總物質的量不變，各組分的物質的量不變；
c.容器中v正（H2）＝3v逆（CH4）時，正逆反應速率相等；
d.單位時間內每消耗1mol CO，同時生成1mol CH4，表示的都是正反應速率；
（2）根據原子守恒、電荷守恒書寫負極電極反應方程式；
（3）熱化學反應方程式是指物質完全燃燒，生成穩定化合物放出的熱量，燃料電池的理論效率是指電池所產生的最大電能與燃料電池反應所能釋放的全部能量之比；
（4）由圖可知，a點和b點均未達到平衡狀態，b點比a點反應溫度高，但a點催化劑的效率比b點催化劑的效率更高，反應速率更快，單位時間內，CO2的轉化率更高（或a點催化劑對速率的影響大于b點溫度對反應速率的影響）。
【解答】解：（1）①由圖可知，從反應開始到6min，CO的轉化率為60%，CO的平均反應速率為0.05mol/（L min），6min時，H2的轉化率為36%，
故答案為：0.05mol/（L min）；36%；
②a.容器體積不變，氣體總質量不變，所以混合氣體的密度試紙保持不變，密度不是變量，故A錯誤；
b.反應：CO（g）+3H2（g） CH4（g）+H2O（g）是氣體分子總數改變的反應，容器中混合氣體的總壓強保持不變，即氣體總物質的量不變，各組分的物質的量不變，可逆反應達到平衡狀態，故B正確；
c.容器中v正（H2）＝3v逆（CH4）時，正逆反應速率相等，可逆反應達到平衡狀態，故C錯誤；
d.單位時間內每消耗1mol CO，同時生成1mol CH4，表示的都是正反應速率，無法判斷反應是否達到平衡狀態，故D錯誤；
故答案為：b；
（2）由圖可知，負極電極反應方程式為：CH4+10OH﹣﹣8e﹣7H2O，
故答案為：CH4+10OH﹣﹣8e﹣7H2O；
（3）在25℃、101kPa時，8gCH4完全燃燒生成液態水時放出的熱量是445.0kJ，則CH4燃燒的熱化學反應方程式為：CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（l） ΔH＝﹣890kJ/mol，理想狀態下，甲烷燃料電池消耗1mol CH4所能產生的最大電能為756.5kJ，則該燃料電池的理論效率（燃料電池的理論效率是指電池所產生的最大電能與燃料電池反應所能釋放的全部能量之比）為85%，
故答案為：CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（l） ΔH＝﹣890kJ/mol；85；
（4）由圖可知，a點和b點均未達到平衡狀態，b點比a點反應溫度高，但a點催化劑的效率比b點催化劑的效率更高，反應速率更快，單位時間內，CO2的轉化率更高（或a點催化劑對速率的影響大于b點溫度對反應速率的影響），
故答案為：a點和b點均未達到平衡狀態，b點比a點反應溫度高，但a點催化劑的效率比b點催化劑的效率更高，反應速率更快，單位時間內，CO2的轉化率更高（或a點催化劑對速率的影響大于b點溫度對反應速率的影響）。
【點評】本題主要考查熱化學方程式的書寫，電解池電極反應式的書寫，化學平衡狀態的判斷等，屬于基本知識的考查，難度中等。
19．（2024 江蘇模擬）環氧乙烷（，簡稱EO）是一種重要的工業原料和消毒劑。工業上用乙烯制備EO。
（1）一定條件下，乙烯與氧氣反應生成環氧乙烷（EO）和乙醛（AA）的過程中部分物料與能量變化如圖所示。
①中間體OMC生成吸附態EO（ads）的活化能為 　83　 kJ/mol。
②由EO（g）生成AA（g）的熱化學方程式為 　（g）＝CH3CHO（g）ΔH＝﹣102kJ/mol　 。
（2）乙烯電解制備EO的原理示意如圖。
陽極室產生Cl2后發生的反應有：Cl2+H2O＝HCl+HClO、CH2＝CH2+HClO＝HOCH2CH2Cl。法拉第效率FE的定義：FE（B）100%。
①若FE（EO）＝100%，則溶液b的溶質為 　KCl　 （化學式）。
②一定條件下，反應物按一定流速通過該裝置。當乙烯完全消耗時，測得FE（EO）≈70%，S（EO）≈97%。
推測FE（EO）≈70%的原因：若沒有生成EO的乙烯全部在陽極放電生成CO2，則生成CO2的電極反應方程式為 　　 ，FE（CO2）≈　13　 。經檢驗陽極放電產物沒有CO2，則S（EO）≈97%的可能原因是 　溶液a與HOCH2CH2Cl反應不完全　 。
【專題】電化學專題；理解與辨析能力．
【分析】（1）①中間體OMC生成吸附態EO（ads）的活化能為（176﹣93）kJ/mol；
②根據圖中相對能量，由EO（g）生成AA（g）的熱化學方程式為EO（g）＝AA（g） ΔH＝﹣102kJ/mol；
（2）①若FE（EO）＝100%，則說明反應中只有乙烯中碳的化合價發生變化，其它元素化合價沒有改變；
②若沒有生成EO的乙烯全部在陽極放電生成CO2，則生成CO2的電極反應方程式為：；設EO的物質的量amol，則轉化的乙烯的物質的量為：，生成EO轉移的電子的物質的量為：2amol，此過程轉移的電子的總物質的量為，生成CO2的物質的量為：23%，生成CO2轉移的電子的物質的量為23%×6，則η（CO2）13%。
【解答】解：（1）①中間體OMC生成吸附態EO（ads）的活化能為（176﹣93）kJ/mol＝83kJ/mol，
故答案為：83；
②根據圖中相對能量，由EO（g）生成AA（g）的熱化學方程式為EO（g）＝AA（g） ΔH＝﹣102kJ/mol，
故答案為：（g）＝CH3CHO（g）ΔH＝﹣102kJ/mol；
（2）①若FE（EO）＝100%，則說明反應中只有乙烯中碳的化合價發生變化，其它元素化合價沒有改變，則溶液b的溶質為KCl，
故答案為：KCl；
②若沒有生成EO的乙烯全部在陽極放電生成CO2，則生成CO2的電極反應方程式為：；設EO的物質的量amol，則轉化的乙烯的物質的量為：，生成EO轉移的電子的物質的量為：2amol，此過程轉移的電子的總物質的量為，生成CO2的物質的量為：23%，生成CO2轉移的電子的物質的量為23%×6，則η（CO2）13%；經檢驗陽極放電產物沒有CO2，則S（EO）≈97%的可能原因是溶液a與HOCH2CH2Cl反應不完全，
故答案為：；13；溶液a與HOCH2CH2Cl反應不完全。
【點評】本題考查電化學，側重考查學生電解池的掌握情況，試題難度中等。
20．（2024春 鹽城期末）工業上使用“三步接觸法”制硫酸，“接觸室”中發生的反應為：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g），T℃時該反應過程中的能量變化如圖1所示：
（1）由圖像判斷該反應為 　放熱　 反應（選擇“放熱”或者“吸熱”）。
（2）若E1＝251kJ，E2＝349kJ則該反應的熱方程式可以表示為：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g） ΔH＝ 　﹣98　 kJ mol﹣1。
（3）下列措施能使該反應速率增大的是 　AC　 （填字母，下同）。
A．升高溫度
B．減小壓強
C．使用合適的催化劑
D．分離出產物SO3
（4）若上述反應在恒容的密閉容器中進行，下列敘述中能說明該反應已達平衡狀態的是 　ACD　 。
A．SO2的濃度不再變化
B．SO2、O2、SO3的物質的量相等
C．容器內的總壓強不再變化
D．容器內氣體的平均摩爾質量不再改變
（5）隨著技術的不斷改進，利用原電池原理使該反應制備硫酸成為可能（裝置如圖2）電池總反應為：2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4。
①孔電極B通入氣體為SO2，則B為 　負極　 。（填“正極”或“負極”）
②多孔電極A的電極反應式為：　　 。
③A電極消耗6.72L的氣體時（標況下），通過質子膜的H+的物質的量為 　1.2　 mol。
【專題】化學反應中的能量變化；理解與辨析能力．
【分析】（1）從圖象知，反應物的能量大于生成物的能量；
（2）由圖可知，ΔH＝E1﹣E2；
（3）A．升高溫度反應速率變快；
B．減小壓強，反應物濃度降低；
C．使用合適的催化劑可以加快反應速率；
D．分離出產物SO3，反應速率不會增大；
（4）A．SO2的濃度不再變化，則正、逆反應速率相等；
B．反應平衡時，SO2、O2、SO3的濃度不一定相等；
C．該反應是氣體分子數變化的反應，則壓強是變量；
D．反應物和產物都是氣體，則總質量不變，但是隨著反應的進行，氣體總物質的量發生變化；
（5）①由圖可知，在電極B二氧化硫進入后失去電子，生成硫酸；
②根據總反應2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4，可知，電極A通入氧氣，氧氣得到電子結合氫離子生成水；
③6.72L氣體的物質的量為0.3mol，根據②中電極反應可知，此時轉移電子1.2mol。
【解答】解：（1）從圖象知，反應物的能量大于生成物的能量，所以該反應是放熱反應，
故答案為：放熱；
（2）由圖可知，ΔH＝E1﹣E2＝（251﹣349）kJ/mol＝﹣98kJ/mol，
故答案為：﹣98；
（3）A．升高溫度反應速率變快，故A正確；
B．減小壓強，反應物濃度降低，反應速率減小，故B錯誤；
C．使用合適的催化劑可以加快反應速率，故C正確；
D．分離出產物SO3，反應速率不會增大，故D錯誤；
故答案為：AC；
（4）A．SO2的濃度不再變化，則正、逆反應速率相等，故A正確；
B．反應平衡時，SO2、O2、SO3的濃度不一定相等，故B錯誤；
C．該反應是氣體分子數變化的反應，則壓強是變量，則容器內的總壓強不再變化時，可以證明反應達到平衡，故C正確；
D．反應物和產物都是氣體，則總質量不變，但是隨著反應的進行，氣體總物質的量發生變化，則容器內氣體的平均摩爾質量是變量，當其不變的時候可以證明反應達到平衡故D正確；
故答案為：ACD；
（5）①由圖可知，在電極B二氧化硫進入后失去電子，生成硫酸，則B為負極，
故答案為：負極；
②根據總反應2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4，可知，電極A通入氧氣，氧氣得到電子結合氫離子生成水，電極反應為：，
故答案為：；
③6.72L氣體的物質的量為0.3mol，根據②中電極反應可知，此時轉移電子1.2mol，根據電荷守恒可知，通過質子膜的H+的物質的量為1.2mol，
故答案為：1.2。
【點評】本題考查反應總的能量變化，側重考查學生焓變的掌握情況，試題難度中等。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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