《2025年学霸高考黑题化学人教版》

(2025·湖南娄底一模节选)CO₂ 回收和利用是实现“碳中和”的重要途径。
已知：①CO(g) + H₂O(g) ⇌ CO₂(g) + H₂(g) ΔH₁ = -40.9 kJ·mol⁻¹
②2CH₃OH(g) ⇌ CH₃OCH₃(g) + H₂O(g) ΔH₂ = -23.4 kJ·mol⁻¹
③CH₃OH(g) ⇌ CO(g) + 2H₂(g) ΔH₃，该反应历程如图所示。

(1)反应③中，决速步骤的能垒为179.6kJ·mol⁻¹。
(2)2CO₂(g) + 6H₂(g) ⇌ CH₃OCH₃(g) + 3H₂O(g) ΔH = -124.6kJ·mol⁻¹。

答案： 巩固训练3（1）179.6（2）-124.6
解析:
(1)活化能(能垒)最大的基元反应是决速步骤，由图1可知，能垒最大的基元反应是反应Ⅴ，是决速步骤，其能垒为E=113.9kJ·mol⁻¹-(-65.7)kJ·mol⁻¹=179.6kJ·mol⁻¹。
(2)由题图可知,ΔH₃=+91.5kJ·mol⁻¹，根据盖斯定律知,②-③×2-①×2得目标反应,代入数据计算反应热为ΔH=(-23.4-91.5×2+40.9×2)kJ·mol⁻¹=-124.6kJ·mol⁻¹。

(2025·湖南长沙一模节选)氮氧化物可以引发多种污染问题，用氢气转化氮氧化物有产物无污染、转化成本低的优点而日益受到重视。回答下列问题：
(1)已知有关化学键的键能数据如下表：

氢气转化 NO 的热化学方程式为 2H₂(g) + 2NO(g) ⇌ N₂(g) + 2H₂O(g) ΔH = -666 kJ·mol⁻¹，该反应在低温(填“高温”或“低温”)条件下更有利于自发进行；表格中 x = 946。
(2)研究表明，反应 2H₂(g) + 2NO(g) ⇌ N₂(g) + 2H₂O(g) 按如下机理进行(a、b、c 均为正数)：
①2NO(g) ⇌ N₂O₂(g) ΔH = -a kJ·mol⁻¹ 快平衡
②N₂O₂(g) + H₂(g) ⇌ N₂(g) + H₂O₂(g) ΔH = +b kJ·mol⁻¹ 慢平衡
③H₂O₂(g) + H₂(g) ⇌ 2H₂O(g) ΔH = -c kJ·mol⁻¹ 快平衡
上述反应机理中，速率控制步骤为②(填步骤前的标号)，(a + c)＞b(填“＞”“=”或“＜”)。

答案： 巩固训练4（1）低温 946（2）② ＞
解析:
(1)①2H₂(g)+2NO(g)=N₂(g)+2H₂O(g)正反应气体物质的量减少,ΔS＜0,ΔH=-666kJ·mol⁻¹，所以该反应在低温条件下更有利于自发进行;焓变=反应物总键能-生成物总键能,即436×2+632×2-x-464×4=-666,x=946。
(2)慢反应决定总反应速率,上述反应机理中,速率控制步骤为②;根据盖斯定律①+②+③得2H₂(g)+2NO(g)=N₂(g)+2H₂O(g)ΔH=(b-a-c)kJ·mol⁻¹＜0,(a+c)＞b。