高考化学考点分类试题解析化学反应与能量

1、考点 6 化学反应与能量 一、挑选题1.2022 北京高考用相应离子符号表示 A 7 以下示意图与化学用语表述内容不相符的是 水合离子 B C D NaClNa +Cl-CuCl2Cu 2+2Cl-CH 3COOHH2g+Cl2g2HClg CH 3COO-+H + H=-183 kJ mol-1【解析】选 B；氯化钠溶于水电离出Na +和 Cl-, 示意图与电离方程式对应, 故 A正确; 所给示意图为电解氯化铜, 电解氯化铜生成 Cu和 Cl 2, 示意图与表述内容不对应, 故 B 错误; 醋酸为弱电解质 , 存在电离平稳 CH 3COOH CH3COO-+H +, 其中的微粒既有醋酸分子

2、, 又有 CH3COO-和 H +, 示意图与表述内容对应 , 故 C正确; 由示意图可知, 在反应 H2g+Cl 2g 2HClg 中, H = 反应物总键能 - 生成物总键能 =436 kJmol-1+243 kJ mol-1- 2 431 kJ mol-1=-183 kJ mol-1, 示意图与表述内容对应 , 故 D正确；2.2022 江苏高考11 氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径；以下有关说法正确选项 A. 肯定温度下 , 反应 2H2g+O 2g2H2Og能自发进行 , 该反应的 H0 B. 氢氧燃料电池的负极反应为-O2+2H2O+4e-4OH2, 转移电子的数目为C

3、. 常温常压下 , 氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H6.02 10232H2Og的 H可通过下式估算 : H=反应中形成新共价D. 反应 2H2g+O2g键的键能之和 - 反应中断裂旧共价键的键能之和【解析】 选 A；A 项, 该反应的气体的总物质的量削减, 即熵削减 , 但是反应能自发, 说明该反应为放热反应 , H0, 正确 ;B 项, 负极应是 H2 失去电子 , 错误 ;C项,11.2 L H 2 不是标准状况下的体积 , 无法运算 H2 的物质的量 , 也无法运算反应中 H2转移的电子数 , 错误;D 项, 反应的焓变可以用反应物断裂共价键的键能之和减去生成物形成共价键键能

4、之和 , 错误；二、非挑选题3.2022 全国卷28水煤气变换 COg+H2Og CO 2g+H 2g 是重要的化工过程 , 主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中；回答以下问题 : 1Shibata 曾做过以下试验 : 使纯 H2缓慢地通过处于 721 下的过量氧化钴CoOs, 氧化钴部分被仍原为金属钴 Cos, 平稳后气体中 H2 的物质的量分数为0.025 0 ；在同一温度下用 CO仍原 CoOs, 平稳后气体中 CO的物质的量分数为 0.019 2；依据上述试验结果判定 , 仍原 CoOs为 Cos 的倾向是 CO H2填“ 大于”或“ 小于” ；2721 时, 在密闭容器中将

5、等物质的量的COg和 H2Og混合, 采纳适当的催化剂进行反应 , 就平稳时体系中 H2 的物质的量分数为 填标号 ；A.0.50 3 我国学者结合试验与运算机模拟结果, 讨论了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程 , 如下列图 , 其中吸附在金催化剂表面上的物种用 标注；可知水煤气变换的 H正 =0 填“ 大于” “ 等于” 或“ 小于”, 该历程中最大 能 垒 活 化 能 EeV, 写 出 该 步 骤 的 化 学 方 程式；4Shoichi讨论了 467 、489 时水煤气变换中CO和 H2分压随时间变化关系 如下图所示 , 催化剂为氧化铁 , 试验初始时体系中的p H2O和pCO相等、p

6、CO2和pH2相等；30 90 min内的平均速率计曲线a反算的应在.a= _kPa min-1；467 时pH2和p CO随时间变化关系的曲线pCO随时间变化关系的曲线分别分别是、；489 时pH2和是、；【解析】 1H 2仍原氧化钴的方程式为 H2g+CoOs Cos+H2Og;CO 仍原氧化钴的方程式为 COg+CoOs Cos+CO2g, 平稳时 H2仍原体系中 H2 的物质的量分数 n H 高于 CO仍原体系中 CO的物质的量分数 n CO ,n H n H O n CO n CO 故仍原 CoOs为 Cos 的倾向是 CO大于 H2; 2721 时, 在密闭容器中将等物质的量的 量

7、为 1 mol, 就COg和 H2Og混合, 可设其物质的COg+H2OgCO 2g+H 2g x +1x molxxmolx, 因该反应起始 mol 1 1 0 0 转化 mol xxxx平稳 mol 1- x1- xxx就平稳时体系中H2 的物质的量分数 =nH =1n 总x 2为可逆反应 , 故 x0.5, 由此可判定最终平稳时体系中 H2的物质的量分数介于 0.25 0.50, 故答案为 C；3 依据水煤气变换 COg+H2OgCO 2g+H 2g 并结合水煤气变换的反应历程相对能量可知,COg+H2Og 的能量 -0.32 eV 高于CO 2g+H 2g 的能量-0.83 eV, 故

8、水煤气变换的 H小于 0; 活化能即反应物状态达到活化状态所需能量 , 依据变换历程的相对能量可知 , 最大差值为 : 其 最 大 能 垒 活 化 能 E 正 =1.86 eV-0.16 eV=2.02 eV; 该 步 骤 的 反 应 物COOH +H +H2OCOOH +2H+OH; 因反应前后 COOH 和 1 个 H 未发生改变, 也可以表述成 H2OH +OH ; 4 由图可知 ,30 90 min 内 a 曲线对应物质的分压变化量 p=4.08-3.80 kPa=0.28 kPa, 故曲线 a 的反应在 3090 min 内的平均速率 .a=0.28kpa 60min0.0047 k

9、Pa min-1; 由2 中分析得出 H2 的物质的量分数介于 0.25 0.5,CO 的物质的量分数介于 00.25, 即 H2的分压始终高于 CO的分压 , 据此可将图分成两部分: 由此可知 ,a 、b 表示的是 H2的分压 ,c 、d 表示的是 CO的分压 , 该反应为放热反应 ,故上升温度 , 平稳逆向移动 ,CO 分压增加 ,H 2分压降低 , 故 467 时 p H 2 和 p CO 随时间变化关系的曲线分别是 b、c;489 时 p H 2 和 p CO 随时间变化关系的曲线分别是a、d；答案 : 1 大于2C 3 小于2.02 COOH +H +H2OCOOH+2H+OH 或

10、H2OH +OH 40.004 7 b c a d 4.2022 全国卷 27 环戊二烯 是重要的有机化工原料 , 广泛用于农药、橡胶、塑料等生产；回答以下问题 : -11 已知: g g+H 2g H1=100.3 kJ mol -1H2g+I 2g 2HIg H2=-11.0 kJ mol -1 对于反应 : g+I 2g g+2HIg H3= kJ mol2 某温度下 , 等物质的量的碘和环戊烯 在刚性容器内发生反应 , 起始总压为 10 5 Pa, 平稳时总压增加了 20%,环戊烯的转化率为 , 该反应的平稳常数 Kp= Pa；达到平稳后 , 欲增加环戊烯的平稳转化率 , 可实行的措施

11、有 填标号 ；A. 通入惰性气体 B. 提高温度 C. 增加环戊烯浓度 D. 增加碘浓度3 环戊二烯简单发生聚合生成二聚体 , 该反应为可逆反应；不同温度下 , 溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如下列图 , 以下说法正确选项 填标号 ；A.T1T2B.a 点的反应速率小于 c 点的反应速率C.a 点的正反应速率大于 b 点的逆反应速率D.b 点时二聚体的浓度为-1 0.45 mol L, 后者广泛应用于航4 环戊二烯可用于制备二茂铁FeC5H5 2, 结构简式为天、化工等领域中；二茂铁的电化学制备原理如下图所示 , 其中电解液为溶解有溴化钠 电解质 和环戊二烯的 DMF溶液DMF为惰性有机溶

12、剂 ；该 电 解 池 的 阳 极 为, 总 反 应为；电 解 制 备 需 要 在 无 水 条 件 下 进 行 , 原 因为；【解析】 1 反应 +可得反应 : 就 H3= H1+ H2= 100.3 kJ mol -1 +-11.0 kJmol -1 =89.3 kJ mol-1；2 设起始加入反应物的物质的量都为 1 mol, g+I 2g g+2HIg 起始 mol 1 1 0 0 转化 mol x x x 2x平稳 mol 1-x 1- x x 2x反应后气体的总物质的量为 2+x, 平稳由压强之比等于气体物质的量之比知 :22 x =1.2, x=0.4, 环戊烯的转化率为 0.41

13、100%=40%;反应后的气体的总压强为1.2 10 5 Pa,、I 2、HI 的分压分别为1 1.2 10 5 Pa=0.3 10 5 Pa、 14 4 1.2 10 5 Pa=0.3 10 5 Pa、 1 1.2 10 5 Pa=0.2 10 5 Pa、 1 1.2 10 56 35 5 2Pa=0.4 10 5 Pa, Kp= 0.20.3 10 10 5 0.40.3 10 Pa3.56 10 10 4 Pa; 达到平稳后 , 通入惰性气体对平稳没有影响 , 环戊烯的平稳转化率不变 ,A 错误; 反应是吸热反应 , 提高温度平稳向正反应方向移动 , 环戊烯的平稳转化率增大 ,B 正确;

14、 增加环戊烯浓度, 环戊烯的平稳转化率减小 ,C 错误 ; 增加碘浓度平稳向正反应方向移动 , 环戊烯的平稳转化率增大 ,D 正确；3 由图知虚线对应的速率快, 对应温度高 , 就 T2T1,A 错误; 由 T2c 点T1a 点,但环戊二烯的浓度 a 点大于 c 点, 就 a 点、c 点的速率大小无法确定 ,B 错误;a 点、b 点的温度相同 , 环戊二烯的浓度 a 点大于 b 点, 就 a 点的正反应速率大于 b 点的正反应速率 ,b 点没有达到平稳状态 , 就 b 点的正反应速率大于 b 点的逆反应速率,C 正确;b 点时环戊二烯的浓度削减 0.9 mol L-1, 就 b 点时二聚体的浓

15、度为0.45 mol L-1,D 正确；4 由原理图可知 ,Fe 电极的铁生成 Fe 2+, 发生氧化反应 ,Fe 电极为电解池的阳极 ;由图可知有 H2生成, 电解池的总反应为Fe+2+H2 ；中间物 Na 能与水反应 , 且水会电解生成 OH-, 与 Fe 2+反应生成 FeOH2, 故电解制备需要在无水条件下进行；答案 : 189.3 240% 4 3.56 10BD 3CD 4Fe 电极Fe+2+H2 Fe+2C5H6FeC5H5 2+H2 水会阻碍中间物 Na的生成 ; 水会电解生成 OH-, 进一步与 Fe 2+反应生成 FeOH25.2022 全国卷28 近年来 , 随着聚酯工业

16、的快速进展 , 氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之快速增长；因此 的热点；回答以下问题 : , 将氯化氢转化为氯气的技术成为科学讨论1Deacon 创造的直接氧化法为 :4HClg+O 2g 2Cl 2g+2H 2Og；下图为刚性容器中 , 进料浓度比 cHCl cO2 分别等于 11、41、71 时 HCl 平稳转化率随温度变化的关系 : 可知反应平稳常数K300 K400 填“ 大于” 或“ 小于” ；设HCl 初始浓度为 c0, 依据进料浓度比 cHCl cO2=11 的数据运算 K400 = 列出运算式 ；按化学计量比进料可以保持反应物高转化率 , 同时降低产物分别的能耗；进料浓度比

17、是；cHCl cO2 过低、过高的不利影响分别2Deacon 直接氧化法可按以下催化过程进行: mol-1；CuCl2sCuCls+ 1 Cl 2g H1=83 kJ mol-121 O2g CuOs+ 1 Cl 2g H2=-20 kJ mol2 2-1CuCls+CuOs+2HClgCuCl2s+H 2Og H3=-121 kJ -1 mol就 4HClg+O2g2Cl 2g+2H 2Og的 H= kJ 3 在肯定温度的条件下 , 进一步提高 HCl 的转化率的方法是； 写出 2种 4 在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上, 科学家最近采纳碳基电极材料设计了一种新的工艺方案 , 主要包括

18、电化学过程和化学过程 , 如下图所示 : 负极区发生的反应有 写反应方程式 ；电路中转移 1 mol 电子 , 需消耗氧气L 标准状况 ；【解析】 1 依据题中示意图可以看出随着温度的上升 ,HCl 的转化率降低 , 说明上升温度平稳逆向移动 , 正反应为放热反应 , 所以温度越高 , 反应进行的程度越小, K值越小 , 即 K300 大于 K400 ；相同条件下进料浓度比 cHCl cO2越大 ,HCl 的转化率越低 ; 进料浓度比 cHCl cO2 越小,HCl 的转化率越高；即三条曲线中 , 最上面一条是 cHCl cO2=11 的变化曲线；将 400 时的数2 2据代入可得 : K=1

19、-0.84 0.424 1-0.21c；由示意图可以看出进料浓度比过高或过低对 0.42反应都不利 , 过高会造成 HCl 利用率降低 , 过低会有大量氧气剩余 , 分别氧气能耗过高；2 利用盖斯定律解答此题；CuCl2sCuCls+ 1 Cl 2g H1=83 kJ mol-121 O2g CuOs+ 1 Cl 2g H2=-20 kJ mol2 2-1得 到 , 所 以 其CuCls+CuOs+2HClgCuCl2s+H 2Og H3=-121 kJ mol-1就 4HClg+O2g2Cl 2g+2H 2Og 可 由 2+ 2+ 2 H=83 2+ - 20 2+ - 121 2=-116

20、 kJ mol-1 ；3 依据平稳移动原理 , 为了提高 HCl 的转化率 , 使反应 4HClg+O2g2Cl 2g+2H 2Og正向移动 , 可以采纳增大反应体系压强、准时分别出产物等措施；4 依据示意图中 H +的流淌方向可以判定电源的正负极情形 , 左侧为负极 , 右侧为正极；依据示意图中负极区物质的转化可以写出相应的方程式 :Fe 3+e-Fe 2+,4Fe 2+O2+4H 4Fe 3+2H2O；在反应中 ,1 mol O2 得到 4 mol 电子, 所以转移 1 mol +电子时消耗氧气 0.25 mol, 在标准状况下的体积为 5.6 L ；答案 : 1 大于1-0.84 0.4

21、24 21-0.21c 0.42 20O2 和 Cl 2 分别能耗较高、 HCl 转化率较低2-116 3 增加反应体系压强、准时除去产物4Fe3+e-Fe 2+,4Fe2+O2+4H +4Fe 3+2H2O 5.6 6.2022 北京高考27 氢能源是最具应用前景的能源之一, 高纯氢的制备是目前的讨论热点；1 甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一；反应器中初始反应的生成物为 H2 和 CO 2, 其物质的量之比为 41, 甲烷和水蒸气反应的方程式是；已知反应器中仍存在如下反应 : .CH4g+H 2Og COg+3H2g H1.COg+H2Og CO 2g+H 2g H2.CH4g Cs+

22、2H2g H3 为积炭反应 , 利用 H1和 H2 运算 H3 时, 仍需要利用 反应的 H；反应物投料比采纳 nH2OnCH4=41, 大于初始反应的化学计量数之比 , 目 的是 选填字母序号 ；a. 促进 CH 4 转化 b. 促进 CO转化为 CO c. 削减积炭生成 用 CaO可以去除 CO 2；H2体积分数和 CaO消耗率随时间变化关系如下图所示；从 t 1 时开头 ,H 2 体积分数显著降低 , 单位时间 CaO消耗率 填“ 上升”“ 降 低” 或“ 不变” ；此时 CaO消耗率约为 35%,但已失效 , 结合化学方程式说明原 因 :；2 可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢 接 K

23、1 或 K2, 可交替得到 H2和 O2；, 工作示意图如下；通过掌握开关连 制H2时 ,连接； 产 生H2的 电 极 反 应 式是；转变开关连接方式 , 可得 O2； 结 合 和 中 电 极 3 的 电 极 反 应 式 , 说 明 电 极 3 的 作用: ；【解析】 1 由于生成物为 H2 和 CO 2, 其物质的量之比为 41, 反应物是甲烷和水蒸气 , 因而反应方程式为CH4+2H2O4H2+CO 2； -可得 CH 4g+CO2g2COg+2H2g, 设为 , 用- 可得 Cs+CO2g2COg, 因 此 仍 需 利 用 Cs+CO2g 2COg 反 应 的 焓 变 或 计 算 可 得

24、CH4g+2H 2Og CO 2g+4H 2g, 设 为 , 用 - 可 得 Cs+2H2OgCO 2g+2H 2g ；初始反应 nH2OnCH4=41, 说明加入的水蒸气过量 , 又反应器中反应都存在肯定可逆性 , 依据反应知水蒸气浓度越大, 甲烷的转化率越高 ,a 正确 ; 依据反应知水蒸气浓度越大 ,CO 的转化率越高 ,b 正确; 和产生氢气 , 使得氢气 浓度变大 , 抑制反应 , 积炭生成量削减 ,c 正确；t1 时 CaO消耗率曲线斜率减小 , 因而单位时间内 CaO的消耗率降低；2 电极生成 H2时, 依据电极放电规律可知H +得到电子变为氢气 , 因而电极须连接负极 , 因而

25、制取 H2时, 连接 K1, 该电池在碱性溶液中 , 由 H2O供应 H +, 电极反应式为 2H2O+2eH2 +2OH-；-NiOOH+H 2O；制 O2 时, 上述电极反应制 H2时, 电极 3 发生反应 :NiOH 2+OH-e逆向进行 , 使电极 3 得以循环使用；答案 : 1 CH4+2H2O 4H2+COCs+2H2OgCO 2g+2H 2g 或 Cs+CO2g2COg a、b、c 降低 CaO+CO CaCO 3,CaCO 3掩盖在 CaO表面, 削减了 CO 2 与 CaO的接触面积2 K 1 2H2O+2e H2 +2OH制 H2时, 电极 3 发生反应 :NiOH 2+O

26、H-e NiOOH+H 2O；制 O2 时, 上述电极反应-逆向进行 , 使电极 3 得以循环使用7.2022 天津高考7 氮、磷、砷 As 、锑Sb 、铋 Bi 、镆Mc 为元素周期表中原子序数依次增大的同族元素；回答以下问题 : 1 砷在元素周期表中的位置；115Mc 的中子数为；已知 :Ps, 白磷 Ps, 黑磷 H=-39.3 kJ mol-1; Ps, 白磷 Ps, 红磷 H=-17.6 kJ mol-1; 由此推知 , 其中最稳固的磷单质是；2 氮和磷氢化物性质的比较 : 热稳固性 :NH3 PH3填“ ” 或“” 或“ N2H4分子间存在氢键 3 b 、c 4SbCl 3+H2O SbOCl +2HCl“” 写成“” 亦可 加盐酸 , 抑制水解5 b+8 -2 d b38.2022 天津高考10 多晶硅是制作光伏电池的关键材料；以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程；回答以下问题 : . 硅粉与 HCl 在 300 时反应生成 1 mol SiHCl 该反应的热化学方程式为为；3气体和 H2, 放出 225 kJ 热量,；SiHCl 3的电子式. 将 SiCl 4氢化为 SiHCl 3 有三种方法 , 对应的反应依次为 : SiCl 4g+H 2g SiHCl 3g+HClg H10 3SiCl4g+2H2g+Sis 4