专题跟踪检测（九） 化学能与热能.DOCVIP

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专题跟踪检测（九）化学能与热能

1．(2021·湖北名校联考)以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应，为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。下列说法错误的是()

A．过程①中吸收能量使钛氧键发生了断裂

B．该反应中，光能和热能转化为化学能

C．使用TiO2作催化剂可以提高化学反应速率

D．2mol二氧化碳完全分解成2mol一氧化碳和1mol氧气需要吸热30kJ

解析：选D断键吸收能量，则过程①中钛氧键断裂会吸收能量，故A正确；该图中以TiO2为催化剂、光和热条件下分解CO2反应生成CO和O2，根据能量守恒定律知，该反应中，光能和热能转化为化学能，故B正确；催化剂降低反应所需活化能，提高化学反应速率，故C正确；CO2分解生成CO和O2，反应2CO2(g)eq\o(=====,\s\up7(催化剂))2CO(g)＋O2(g)的ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝(1598×2－1072×2－496)kJ·mol－1＝＋556kJ·mol－1，即2mol二氧化碳完全分解成2mol一氧化碳和1mol氧气需要吸热556kJ，故D错误。

2．(2021·厦门六校联考)我国科学家以MoS2为催化剂，在不同电解质溶液中实现常温电催化合成氨，其反应历程与相对能量模拟计算结果如图。下列说法错误的是()

A．Li2SO4溶液利于MoS2对N2的活化

B．两种电解质溶液环境下从N2→NH3的焓变不同

C．MoS2(Li2SO4溶液)将反应决速步(*N2→*N2H)的能量降低

D．N2的活化是NN键断裂与N—H键形成的过程

解析：选B从题图可知在Li2SO4溶液中活化能较低，因此Li2SO4溶液利于MoS2对N2的活化，A正确；反应物、生成物的能量不变，因此反应的焓变不变，焓变与反应途径无关，B错误；根据题图可知MoS2在Li2SO4溶液中将反应决速步(*N2→*N2H)的能量大大降低，C正确；根据题图可知N2的活化是*N2形成*N2H的过程，即NN键断裂与N—H键形成的过程，D正确。

3．已知几种物质之间的能量关系如图所示：

下列说法正确的是()

A．使用合适催化剂，能减小反应的焓变

解析：选B催化剂只能改变反应的途径，不能改变反应的焓变，A项错误；由图可知，(g)＋H2(g)―→(g)ΔH＝－117.5kJ·mol－1，即产物内部的能量转化为热能，C项错误；(g)＋H2(g)―→(g)ΔH＝－119.6kJ·mol－1，则反应物的总能量高于生成物的总能量，D项错误。

4．我国科学家实现了在铜催化剂条件下将DMF[(CH3)2NCHO]转化为三甲胺[N(CH3)3]。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示。下列说法正确的是()

A．该历程中最小能垒的化学方程式为(CH3)2NCH2OH*===(CH3)2NCH2＋OH*

B．该历程中最大能垒(活化能)为2.16eV

C．该反应的热化学方程式为(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)===N(CH3)3(g)＋H2O(g)ΔH＝－1.02eV·mol－1

D．增大压强或升高温度均能加快反应速率，并增大DMF平衡转化率

解析：选A反应最小能垒为：－1.77→－1.55，A正确；反应历程中的最大能垒为－1.02eV－(－2.21eV)＝1.19eV，B错误；一个DMF分子反应时，释放的能量是1.02eV，C错误；由于该反应为放热反应，升高温度，反应速率加快，但DMF的平衡转化率降低，D错误。

5.“一碳化工”是重要的化学工业，部分原理如下：

反应①：C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)===CO(g)ΔH1

反应②：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH2＝＋130kJ·mol－1

反应③：CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)ΔH3＝－90.1kJ·mol－1

反应④：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH4

反应④的能量变化如图所示：

反应⑤：3CH3OH(g)CH3CH===CH2(g)＋3H2O(g)ΔH5＝－31.0kJ·mol－1

已知：H2的燃烧热为285.8kJ·mol－1，H2O的汽化热(在标准状况下，1mol物质在一定温度下蒸发所需要的热量)为44kJ·mol－1，回答下列问题：

(1)反应①的ΔH1＝________kJ·mol－1。

(2)反应③中正反应的活化能________(填“大于”“小于”或“等于”)逆反应的活化能。

(3)反应④中使用催化剂的曲线是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)，曲线