2024届高考化学百题精练--化学能与反应热的计算(选择题)（含解析）

化学能与反应热的计算 1 二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为： CO2(g) + 4H2(g) =CH4(g) + 2H2O(g) △H=-164.7kJ mol-1 CO2(g) +H2(g) =COg) +H2O(g) △H= 41.2kJ mol-1 在密闭容器中，1.01× 105Pa、n起始(CO2) ∶n起始(H2) = 1 ∶ 4时，CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同 n CO CH 生成 (CH4) 时间所测得的 2实际转化率随温度的变化如题图所示。 4的选择性可表示为 × 100%。 n生成(CO2) 下列说法正确的是 ( ) A. 反应 2CO(g) + 2H2(g) =CO2(g) +CH4(g)的焓变△H=-205.9kJ mol-1 B. CH4的平衡选择性随着温度的升高而增加 C. 用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为 480~530℃ n (H ) D. 450℃ 起始 2时，提高 的值或增大压强，均能使CO2平衡转化率达到X点的值 n起始(CO2) 答案：D 解析：A．由盖斯定律可知反应 2CO(g) + 2H2(g) =CO2(g) +CH4(g)的焓变△H=-2× 41.2kJ mol-1 -164.7kJ mol-1=-247.1kJ mol-1，A错误； B．CO2(g) + 4H2(g) =CH4(g) + 2H2O(g)为放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH4的含量降低，故CH4 的平衡选择性随着温度的升高而降低，B错误； C．由图可知温度范围约为 450~550℃时二氧化碳实际转化率趋近于平衡转化率，此时为最适温度，温度 继续增加，催化剂活性下降，C错误； n D． 450℃时，提高 起始 (H2) 的值可提高二氧化碳的平衡转化率，增大压强反应 I平衡正向移动，可提高 n起始(CO2) 二氧化碳的平衡转化率，均能使CO2平衡转化率达到X点的值，D正确。 2 氢元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。11H、 2 1 H、 3 1 H是氢元素的 3种核素，基态H 原子 1s1的核外电子排布，使得H既可以形成H+又可以形成H-，还能形成H2O、H2O2、NH3、N2H4、CaH2 等重要化合物；水煤气法、电解水、光催化分解水都能获得H2，如水煤气法制氢反应中，H2O(g)与足量C (s)反应生成 1molH2(g)和 1molCO(g)吸收 131.3kJ的热量。H2在金属冶炼、新能源开发、碳中和等方面具 有重要应用，如HCO在催化剂作用下与H2反应可得到HCOO -。我国科学家在氢气的制备和应用等方面 都取得了重大成果。下列化学反应表示正确的是 ( ) A. 水煤气法制氢：C(s) +H2O(g) =H2(g) +CO(g) △H=-131.3kJ mol-1 催化剂 B. HCO催化加氢生成HCOO-的反应：HCO+H ======= HCOO-2 +H2O C. 电解水制氢的阳极反应：2H2O- 2e-=H2↑+2OH- 1 D. CaH2与水反应：CaH2+2H2O=Ca(OH)2+H2↑ 答案：B 解析：A．水煤气法制氢的反应为吸热反应，其热化学方程式为C(s) +H2O(g) =H2(g) +CO(g) △H= +131.3kJ mol-1 ，A错误； B．由题意可知HCO在催化剂作用下与H2反应可得到HCOO -，根据原子守恒可得离子方程式为HCO+ 催化剂 H2======= HCOO-+H2O，B正确； C．电解水制氢的阳极反应为 4OH--4e-=O2↑+2H2O，C错误； D．CaH2与水反应化学方程式为CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑，中H原子不守恒，D错误。 3 各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是 ( ) 物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g) △H /(kJ mol-1) -1559.8 -1411 285.8 A. C2H4(g) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 2H2O(g) △H=-1411kJ mol-1 B. C2H6(g) =C2H4(g) +H2(g) △H=-137kJ mol-1 C. H2O(l) =O2(g) +H2(g) △H=+285.8kJ mol-1 D. C 72H6(g) + O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(g) △H=-1559.8kJ mol-12 答案：D 解析：1mol纯物质完全燃烧生成指定的物质放出的热量称为燃烧热。 A．H2O应该为液态，A错误； B．C2H6(g) =C2H4(g) +H2(g) △H=+137kJ mol-1，B错误； C．氢气的燃烧热为 285.8kJ/mol，则H2O(l) = 1 O2(g) +H2(g) △H=+285.8kJ mol-1，C错误；2 D 7．C2H6(g) + O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(g) △H=-1559.8kJ mol-1，D正确；2 4 逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应Ⅰ：CO2(g) +H2(g) CO(g) +H2O ... ...