高中化学人教版化学反应原理第一章化学反应与能量 第二章高考冲刺集训

第一、二章高考真题集训1．[2023·北京高考]最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：下列说法正确的是()A．CO和O生成CO2是吸热反应B．在该过程中，CO断键形成C和OC．CO和O生成了具有极性共价键的CO2D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程答案C解析根据能量变化示意图可以判断反应物总能量大于生成物总能量，该反应为放热反应，A项错误；根据反应过程示意图可以看出CO中的碳氧键没有断裂，B项错误；CO2中含有极性键，C项正确；状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO和O形成CO2的过程，D项错误。2．[2023·重庆高考]黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)ΔH＝xkJ·mol－1已知：碳的燃烧热ΔH1＝akJ·mol－1S(s)＋2K(s)K2S(s)ΔH2＝bkJ·mol－12K(s)＋N2(g)＋3O2(g)2KNO3(s)ΔH3＝ckJ·mol－1则x为()A．3a＋b－c B．c－3a－bC．a＋b－c D．c－a－b答案A解析①C(s)＋O2(g)CO2(g)ΔH1＝akJ·mol－1②S(s)＋2K(s)K2S(s)ΔH2＝bkJ·mol－1③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)2KNO3(s)ΔH3＝ckJ·mol－1S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)ΔH＝xkJ·mol－1，根据盖斯定律：②－③＋3×①可得S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)ΔH＝(3a＋b－c)kJ·mol－1，故x＝3a＋b－c，选项A正确。3．[2023·四川高考]一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示。已知：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。下列说法正确的是()A．550℃时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动B．650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为%C．T℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动D．925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝总答案B解析因容器体积可变，故充入惰性气体，体积增大，与反应有关的气体浓度减小，平衡正向移动，A项错误；C(s)＋CO2(g)2CO(g)平衡6040反应2040故CO2的转化率为20÷(60＋20)×100%＝%，B项正确；由图象可知T℃时，CO和CO2的体积分数相等，故充入等体积的这两种气体，平衡不移动，C项错误；Kp＝p2(CO)/p(CO2)＝总)2/总)＝总，D项错误。4．[2023·天津高考]某温度下，在2L的密闭容器中，加入1molX(g)和2molY(g)发生反应：X(g)＋mY(g)3Z(g)，平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1molZ(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是()A．m＝2B．两次平衡的平衡常数相同C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1D．第二次平衡时，Z的浓度为mol·L－1答案D解析在原平衡体系中加入1molZ，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，说明该平衡与原平衡是等效平衡，则化学方程式两边气态物质的化学计量数相等，即m＝2，A项正确；温度不变，平衡常数不变，B项正确；起始时X、Y的物质的量之比等于化学计量数之比，则二者的平衡转化率相等，C项正确；起始时加入1molX和2molY，相当于3molZ，平衡时Z的物质的量为3mol×10%＝mol，在平衡体系中再加入1molZ，相当于起始时共加入4molZ，则新平衡时Z的物质的量为4mol×10%＝mol，其浓度为mol/2L＝mol·L－1，D项错误。5．[2023·福建高考]在不同浓度(c)、温度(T)条件下，蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是()＝B．同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变C．b<D．不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同答案D解析根据题中数据分析，温度不变时，反应的瞬时速率与浓度成正比，则可求出a＝，A项正确；温度为bK、浓度为mol·L－1和温度为K、浓度为mol·L－1对应的瞬时速率相等，B项正确；浓度不变时，温度由K变为bK时，反应速率减小，则b<，C项正确；不同温度时，反应速率不同，蔗糖浓度减少一半所需的时间不同，D项错误。6．[2023·安徽高考]汽车尾气中NO产生的反应为N2(g)＋O2(g)2NO(g)。一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是()A．温度T下，该反应的平衡常数B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH<0答案A解析A选项正确，达平衡时，c(N2)＝c(O2)＝c1mol·L－1，c(NO)＝2(c0－c1)mol·L－1；B选项错误，因反应前后容器体积不变，且反应中无固态(或液态)物质参加或生成，故混合气体的密度始终不变；C选项错误，催化剂只能改变到达平衡的时间，不会破坏平衡，即加入催化剂时氮气的平衡浓度不会改变；D选项错误，对比曲线a和b到达平衡所需时间，可知曲线b对应的条件改变是升高温度，达新平衡时c(N2)减小，则平衡正向移动，故该反应应为吸热反应，即ΔH>0。7．(1)[2023·课标全国卷Ⅱ]甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3回答下列问题：已知反应①中相关的化学键键能数据如下：化学键H—HC—OCOH—OC—HE/(kJ·mol－1)4363431076465413由此计算ΔH1＝__________kJ·mol－1；已知ΔH2＝－58kJ·mol－1，则ΔH3＝________kJ·mol－1。(2)[2023·四川高考]FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。已知25℃，101kPa时：4Fe(s)＋3O2(g)2Fe2O3(s)ΔH＝－1648kJ·mol－1C(s)＋O2(g)CO2(g)ΔH＝－393kJ·mol－12Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)2FeCO3(s)ΔH＝－1480kJ·mol－1FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是________________________。(3)[2023·课标全国卷Ⅰ]已知反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11kJ·mol－1,1molH2(g)、1molI2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为________kJ。(4)[2023·山东高考]贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T时，该反应的热化学方程式为______________。已知温度为T时：CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)ΔH＝＋165kJ·mol－1CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41kJ·mol－1答案(1)－99＋41(2)4FeCO3(s)＋O2(g)2Fe2O3(s)＋4CO2(g)ΔH＝－260kJ·mol－1(3)299(4)CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)ΔH＝－206kJ·mol－1解析(1)反应①中，生成1molCH3OH时需要形成3molC—H键、1molC—O键和1molO—H键，则放出的热量为(413×3＋343＋465)kJ＝2047kJ，需要断开1molCO键和2molH—H键，吸收的热量为(1076＋436×2)kJ＝1948kJ，则该反应为放热反应，ΔH1＝(1948－2047)kJ·mol－1＝－99kJ·mol－1；根据盖斯定律，ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝(－58＋99)kJ·mol－1＝＋41kJ·mol－1。(2)由盖斯定律，将题中已知的第二个热化学方程式乘以4与第一个热化学方程式相加，再减去2倍的第三个热化学方程式，即得4FeCO3(s)＋O2(g)2Fe2O3(s)＋4CO2(g)ΔH＝－260kJ·mol－1。(3)设1molHI(g)分子中化学键断裂需吸收能量xkJ，则2x－436－151＝11，解得x＝299。(4)将题中两个已知的热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，由②－①可得CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)ΔH＝－206kJ·mol－1。8．[2023·课标全国卷Ⅰ]Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：t/min020406080120x(HI)1x(HI)0(1)根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为________。(2)上述反应中，正反应速率为v正＝k正x2(HI)，逆反应速率为v逆＝k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为________(以K和k正表示)。若k正＝min－1，在t＝40min时，v正＝________min－1。(3)由上述实验数据计算得到v正～x(HI)和v逆～x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为________(填字母)。答案(1)(2)k正/K×10－3(3)A、E解析(1)设开始加入的HI为xmol，达平衡时转化的HI是amol，则2HI(g)H2(g)＋I2(g)开始/molx00转化/mola平衡/molx－a(3)升高温度，正、逆反应速率都增大，但平衡正向移动，HI的物质的量分数减小，H2的物质的量分数增大，分析题图，反应重新达到平衡时，相应的点分别是A、E。9．[2023·北京高考]氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：(1)反应Ⅰ的化学方程式是_______________________________。(2)反应Ⅰ得到的产物用I2进行分离。该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层——含低浓度I2的H2SO4层和含高浓度I2的HI层。①根据上述事实，下列说法正确的是________(选填序号)。a．两层溶液的密度存在差异b．加I2前，H2SO4溶液和HI溶液不互溶c．I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶②辨别两层溶液的方法是________________________。③经检测，H2SO4层中c(H＋)∶c(SOeq\o\al(2－,4))＝∶1，其比值大于2的原因是________________________________________________。(3)反应Ⅱ：2H2SO4(l)2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)ΔH＝＋550kJ·mol－1。它由两步反应组成：ⅰ.H2SO4(l)SO3(g)＋H2O(g)ΔH＝＋177kJ·mol－1；ⅱ.SO3(g)分解。L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。如图表示L一定时，ⅱ中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。①X代表的物理量是________。②判断L1、L2的大小关系，并简述理由：___________________。答案(1)SO2＋I2＋2H2OH2SO4＋2HI(2)①ac②观察颜色，颜色深的是HI层，颜色浅的是H2SO4层③H2SO4层中含有少量HI(3)①压强②L1<L2，SO3(g)分解的热化学方程式：2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋196kJ·mol－1，当压强一定时，温度升高，平衡转化率增大解析(1)根据题图找出反应Ⅰ的反应物(SO2、I2和H2O)、生成物(H2SO4和HI)，然后配平化学方程式。(2)①根据反应Ⅰ产物的溶液在过量的I2中分两层，可判断出两层溶液的密度不同，a项正确。H2SO4溶液和HI溶液是互溶的，b项错误。由“含低浓度I2的H2SO4层和含高浓度I2的HI层”得出I2在HI溶液中更易溶，c项正确。②I2在HI溶液中更易溶，可观察颜色，颜色深