2018年到2022年黑龙江省原理高考真题

2018年到2022年黑龙江省原理高考真题

二、原理综合题

1.(2022•全国)油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下

列问题：

⑴已知下列反应的热化学方程式：

①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)△、=-1036kJ•mo「

②4H2s(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)AH,=94kJ-mol'1

1

(3)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)AH3=-484kJ-mol

计算H2s热分解反应④2H2s(g)=S?(g)+2H2(g)的AH4=kJ.mofo

(2)较普遍采用的H4处理方法是克劳斯工艺。即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是：利用反应④高温热

分解H?S。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是,缺点是。

(3)在1470K、100kPa反应条件下，将n(H?S):n(Ar)=l:4的混合气进行H2s热分解反应。平衡时混合气中H2s与H2

的分压相等，H?S平衡转化率为,平衡常数Kp=kPa。

(4)在1373K、100kPa反应条件下,对于n(HzS):n(Ar)分别为4:1、1:1、1:4、1：9、1:19的H?S-Ar混合气，热分

解反应过程中H2s转化率随时间的变化如下图所示。

%

、

)7裕

髀

H，

①n(H?S):n(Ar)越小，H2s平衡转化率,理由是

②n(H2S):n(Ar)=l:9对应图中曲线,计算其在0-0.1s之间，H,S分压的平均变化率为kPa•s1

2.(2021.全国)一氯化碘(IC1)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘

化剂。回答下列问题：

(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig误认为是IC1,从而错过了一种新元素的发现，

该元素是。

(2)氯钳酸钢(BaPtClJ固体加热时部分分解为BaCl,、Pt和C4,376.8C时平衡常数=LOxlO+a?,在一硬质玻

璃烧瓶中加入过量BaPtCl,,抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)，在376.8C,碘蒸气初始压强为

20.0kPa。376.8C平衡时，测得烧瓶中压强为32.5kPa,则p©=kPa,反应2©5)=5@)+1式8)的平衡

常数K=(列出计算式即可)。

(3)McMorris测定和计算了在136~180℃范围内下列反应的平衡常数K,。

2NO(g)+2ICl(g)=2NOCl(g)+I2(g)Kpl

2N0Cl(g)U2N0(g)+Cl,(g)Kp2

得至IJlgKp「，和lgKp2-1均为线性关系，如下图所示:

邨pl

①由图可知，NOC1分解为NO和C1?反应的AH。(填“大于”或“小于”)

②反应2ICl(g)=3(g)+1(g)的仁(用K》、K屋表示)：该反应的AH0(填“大于”或“小于”)，写出

推理过程o

(4)Kistiakowsky曾研究了NOC1光化学分解反应，在一定频率(v)光的照射下机理为:

NOCl+hv——>NOC1*

NOC1+NOC1*——>2NO+C1,

其中hv表示一个光子能量，NOC1*表示NOC1的激发态。可知，分解Imol的NOC1需要吸收mol光子。

试卷第2页，共6页

3.（2020•全国）天然气的主要成分为Cfh,一般还含有C2H6等烧类，是重要的燃料和化工原料

⑴乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6（g）=C2H4（g）+H2（g）AH,相关物质的燃烧热数据如下表所示:

物质C2H6(g)C2H4(g)H2(g)

燃烧热AH/(kJ-mor')-1560-1411-286

①AH=kJmor1o

②提高该反应平衡转化率的方法有

③容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下仍）发生上述反应，乙烷的平衡转化率为a。反应的平衡常数

勺（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压x物质的量分数）。

⑵高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2cH43UC2H6+田。反应在初期阶段的速率方程为：，=kxc，c%,其中人

为反应速率常数。

①设反应开始时的反应速率为〃，甲烷的转化率为a时的反应速率为2则-2=

②对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是。

A.增加甲烷浓度，，增大B.增加H2浓度，r增大

C.乙烷的生成速率逐渐增大D.降低反应温度，k减小

（3）CH4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如下图所示：

+------电极B

-----固体电解质（传导。2-）

电极

A碳

V

•氧

•氮

①阴极上的反应式为。

②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2：1,则消耗的CH』和CO2体积比为

4.（2018•全国）采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答

下列问题

（1）1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为

（2）F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时NzCMg）分解反应：

2N20s（g）-*4NO2（g）+O2（g）

11

2NQ（g）

其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强P随时间t的变化如下表所示（t=oo时，N2O5（g）完

全分解）：

t/min040801602601300170000

p/kPa35.840.342.5.45.949.261.262.363.1

①已知：2N2C）5（g）=2N2O4（g）+C）2（g）AHi=-4.4kJ-mol-1

2NO2（g）=NiO4（g）AH2=-55.3kJ-mol-'

1

则反应N2O5（g）=2NO2（g）+y02（g）的AH=kJ-mol-。

②研究表明，N2O5（g）分解的反应速率。=2'10-「刈0串尸4%而-）。t=62min时，测得体系中po2=2.9kPa,则此

1

时的PN2O,=kPa,v=kParnin-0

③若提高反应温度至35℃,则N2t）5（g）完全分解后体系压强ps（35℃）63.1kPa（填“大于”“等于”或“小于”），原

因是o

④25℃时N2O4（g）n^2NO2（g）反应的平衡常数Kp=kPa（Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位

小数）。

（3）对于反应2N2O5（g）T4NO2（g）+O2（g），R.A.Ogg提出如下反应历程：

第一步N2O5^^NO2+NO3快速平衡

第二步NO2+NO3-NO+NO2+O2慢反应

第三步NO+NO3T2NO2快反应

其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是（填标号）。

A.v（第一步的逆反应）＞v（第二步反应）

B.反应的中间产物只有NO3

C.第二步中N02与N03的碰撞仅部分有效

试卷第4页，共6页

D.第三步反应活化能较高

5.（2019•全国）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。回答下列问

(g)+H2(g)AH/=100.3kJmor'①

1

AW2=-H.OkJ-mor®

对于反应:(g)+L(g)=(g)+2HI(g)③\H3=kJ-moP'o

（2）某温度下，等物质的量的碘和环戊烯（U）在刚性容器内发生反应③，起始总压为105pa,平衡时总压增

加了20%,环戊烯的转化率为,该反应的平衡常数描=Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平

衡转化率，可采取的措施有（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）环戊二烯容易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

系如图所示，下列说法正确的是（填标号）。

71.6

1.4

_1A.。＞乃

・

01.2

0

1

)1.0B.a点的反应速率小于c点的反应速率

、

起0.8

烂C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率

0.6

线

D.b点时二聚体的浓度为0.45molLT

“0.4

兴0.2

（4）环戊二烯可用于制备二茂铁（Fe（C5H5）2结构简式为

反0.0

一

反应时间/h

Fe

后者广泛应用于航天、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漠化钠（电解质）和环戊二烯的DMF溶液（DMF为惰性有机溶剂）。

电源

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o

试卷第6页，共6页

参考答案：

1.(1)170

(2)副产物氢气可作燃料耗能高

⑶50%4.76

(4)越高n(H2S):n(Ar)越小，H2s的分压越小，平衡向正反应方向进行，H2s平衡转化

率越高d24.9

【详解】(1)已知：

①2H2s(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)036kJ/mol

(2)4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)\H2=94kJ/mol

③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)AH3=-484kJ/mol

根据盖斯定律(①+②)xg—③即得至I」2H2s(g)=S2(g)+2H2(g)的XH产(-1036+94)kJ/molx

-+484kJ/mol=170kJ/mol：

3

(2)根据盖斯定律(①+②)xg可得2H2S(g)+O2(g)=S2(g)+2H2O(g)A，=(一

1036+94)kJ/molx^=-314kJ/mol,因此，克劳斯工艺的总反应是放热反应：根据硫化氢分

解的化学方程式可知，高温热分解方法在生成单质硫的同时还有氢气生成•因此，高温热

分解方法的优点是：可以获得氢气作燃料；但由于高温分解H2s会消耗大量能量，所以其

缺点是耗能高；

(3)假设在该条件下，硫化氢和氮的起始投料的物质的量分别为Imol和4mol,根据三段

式可知：

2H2s(g)us2u)+2H2(g)

始/mol100

变/molx0.5%X

平/mol1-x0.5xX

平衡时H2s和Hz的分压相等，则二者的物质的量相等，即1—x=x,解得X=O.5,所以

H2s的平衡转化率为竽x100%=50%,所以平衡常数Kp=*富普=

1p(H2S)

—X1OOkPaX(gX1OOkPa)2

口一053----------^.76kPa,

(y^xlOO/rPfl)2

(4)①由于正反应是体积增大的可逆反应，n(H2S):n(Ar)越小，H2s的分压越小，相当于

降低压强，平衡向正反应方向移动，因此H2s平衡转化率越高；

②n(H2S):n(Ar)越小，H2s平衡转化率越高，所以n(H2S):n(Ar)=1:9对应的曲线是d；根据

答案第7页，共7页

图象可知n(H2S):n(Ar)=l:9反应进行到0.1s时H2s转化率为0.24。假设在该条件下，硫化

氢和僦的起始投料的物质的量分别为Imol和9m01,则根据三段式可知

2H？S(g)US式g)+2H式8)

始/mol100

变/mol0.240.120.24

平/mol0.760.120.24

0.76

此时H2s的压强为xlOOA:Pa-7.51kPa,H2s的起始压强为lOkPa,所以

0.76+0.12+0.24+9

10kPa-751kPa

H2s分压的平均变化率为=24.9kPa-s-i

0J5

100X(20X103-12.4X103)

2.滨(或Br)24.8大于勺「勺2大于设

(24.8x10)2

T'>T，即/<*，由图可知：

lgKp2(T')-lgKp2(T)>|lgKpl(T')-lgKpl(T)|=lgKpl(T)-lgKpl(T)则：

lg[Kp2(T')-Kpl(T')]>lg[Kp2(T)-Kpl(T)],ERk(T')>k(T),因此该反应正反应为吸热反应，

即AH大于00.5

【详解】(1)红棕色液体，推测为澳单质，因此错过发现的元素是溪(或Br)；

⑵由题意玻376.8℃时璃烧瓶中发生两个反应：BaPtCl6(s)UBaCl,(s)+Pt(s)+2Cl2(g),

C12(g)+h(g)U21cl(g)oBaPtCl6(s)UBaCl2(s)+Pt(s)+2Cl?(g)的平衡常数

424

Kp=1.0xl0Pa,则平衡时p2(C12)=1.0xl0Pa2,平衡时p(Cb)=10()Pa,设到达平衡时

Cl2(g)+I2(g)U2ICl(g)

开始/(kPa)20.00

h(g)的分压减小pkPa,则亦WD、,,376.8℃平衡时，测得烧瓶

变化/(kPa)p2p

平衡/(kPa)0.120.0-p2p

中压强为32.5kPa,则0.1+20.0+p=32.5,解得p=12.4,则平衡时P©=2pkPa

=2xl2.4kPa=24.8kPa；则平衡时，k(g)的分压为(20.0-p)kPa=(20xl()3_i2.4xl03)pa,P|C,=

24.8kPa=24.8xl03Pa,p(Ch)=0.1kPa=100Pa,因此反应21cl(g)=C"g)+L(g)的平衡常数

100X(20X103-12.4X103)

K-(24.8x1012，

(3)①结合图可知，温度越高，：越小，IgKpz越大，即Kp2越大，说明升高温度平衡

2NOCl(g)Q2NO(g)+Cl式g)正向移动，则NOC1分解为NOffCl2反应的大于0；

②I.2NO(g)+2ICl(g)U2NOCl(g)+I2(g)KpI

答案第8页，共7页

II.2N0Cl(g)W2N0(g)+Cl式g)Kp2

I+1[得2ICl(g)=Cl2(g)+I2(g),则2ICl(g)=Cl2(g)+I2(g)的K=Kpl-Kp2.该反应的AH大

于0；推理过程如下：设T'>T，即由图可知：

lgKp2(T')-lgKp2(T)>|lgKpl(T')-lgKpl(T)|=lgKpl(T)-IgK.(T)则：

1g[Kp2(T').Kpl(T')]>Ig[Kp2(T).Kpl(T)],即k(T')>k(T),因此该反应正反应为吸热反应，

即AH大于0;

(4)I.NOCl+hv——>NOC1*

JI.NOC1+NOC1*——>2NO+Cl2

I+II得总反应为2NOCl+hv=2NO+Cl2,因此2moiNOC1分解需要吸收Imol光子能量，则

分解Imol的NOC1需要吸收0.5mol光子。

3.137升高温度减小压强(增大体积)\J,JP1-

(2+Q)(1-Q)

2

aADCO2+2e=CO+O6:5

【分析】(1)①先写出三种气体的燃烧热的热化学方程式，然后根据盖斯定律进行计算，得

到目标反应的AH；

②反应QH6(g)UC2H4(g)+H2(g)为气体体积增大的吸热反应，升高温度、减小压强平衡

等都向正反应方向移动；

③根据已知乙烷的转化率，设起始时加入的乙烷和氢气各为Imol,列出三段式，求出平衡

时各物质的分压，带入平衡常数的计算公式进行计算；

⑵①根据厂1<*。阳，若r产kc,甲烷转化率为a时，甲烷的浓度为c(l-a),则n=kc(l-a)；

②根据反应初期的速率方程为：r=kxc，cH,,其中k为反应速率常数，据此分析速率变化的

影响因素；

(3)①由图可知，CCh在阴极得电子发生还原反应，电解质传到0%,据此写出电极反应；

②令生成乙烯和乙烷分别为2体积和1体积，根据阿伏加德罗定律，同温同压下，气体体

积比等于物质的量之比，再根据得失电子守恒，得到发生的总反应，进而计算出为消耗

CH4和CCh的体积比。

【详解】(1)①由表中燃烧热数值可知：

7

①C2H6(g)+]O2(g)=2CO2(g)+3H2OQ)&H尸-1560kJmoH；②C2H4(g)+3O2(g)=2CC>2(g)

+2H2O(1)A”2=-141IkJmoH；③H2(g)+gO2(g)=H2O(l)A43=-286kJ-moH；根据盖斯定律可

知,①-②-③得C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g),则AH=-1560kJmol')-(-

UllkJmol1)-(-286kJmoll)=137kJ-mol-1,故答案为137；

②反应C2H6(g)UC2H4(g)+H2(g)为气体体积增大的吸热反应，升高温度、减小压强平衡

答案第9页，共7页

都向正反应方向移动，故提高该反应平衡转化率的方法有升高温度、减小压强（增大体

积）；

③设起始时加入的乙烷和氢气各为Imol,列出三段式，

C2H6（g）UC2H4（g）+H2（g）

起始（mol）101

转化（mol）aaa

平衡(mol)1-aa1+a

平衡时,C2H6、C2H4和H2平衡分压分别为察p、弟P和整P，则反应的平衡常数

a(l+a)

为Kp=

(2+a)(1-a)

⑵①根据XAXCCH,,若门=kc,甲烷转化率为a时，甲烷的浓度为c（l-a）,则r2=%c（l-a）,

所以r2=（l-a）r/;

②A.增大反应物浓度反应速率增大，故A说法正确；

B.由速率方程可知，初期阶段的反应速率与氢气浓度无关，故B说法错误；

C.反应物甲烷的浓度逐渐减小，结合速率方程可知，乙烷的生成速率逐渐减小，故C说

法错误；

D.化学反应速率与温度有关，温度降低，反应速率常数减小，故D正确。

答案选AD。

⑶①由图可知，CO2在阴极得电子发生还原反应，电极反应为CO2+2e-=CO+O%

②令生成乙烯和乙烷分别为2体积和1体积，根据阿伏加德罗定律，同温同压下，气体体

积比等于物质的量之比，再根据得失电子守恒，得到发生的总反应为：

6cH4+5CCh=2C2H4+C2H6+5H2O+5CO,即消耗CH4和CO2的体积比为6:5。故答案为：

6:5o

4.0253.130.06.0x10-2大于温度提高，体积不变，总压强提高；NO2

二聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高13.4AC

【详解】分析：（1）根据还原剂失去电子转化为氧化产物判断；

（2）①根据盖斯定律计算；

②根据压强之比是物质的量之比计算；

③根据温度对压强和平衡状态的影响分析；

④根据五氧化二氮完全分解时的压强计算出二氧化氮、氧气的压强，然后再根据二氧化氮

转化的方程式计算平衡时二氧化氮、四氧化二氮的压强。

（3）根据三步反应的特点分析判断。

详解：（1）氯气在反应中得到电子作氧化剂，硝酸银中只有氧元素化合价会升高，所以氧

化产物是氧气，分子式为。2；

答案第10页，共7页

(2)①已知I：

i、2N2O5(g)=2N2O4(g)+O2(g)△Hi=-4.4kJ/mol

ii、2NO2(g)=N2O4(g)△H2=-55.3kJ/mol

根据盖斯定律可知i+2—ii即得到N2O5(g)=2NO2(g)+1/2O2(g)AHi=+53.1kJ/mol；

②根据方程式可知氧气与消耗五氧化二氮的物质的量之比是1:2,又因为压强之比是物质的

量之比，所以消耗五氧化二氮减少的压强是2.9kPax2=5.8kPa,则此时五氧化二氮的压强

是35.8kPa—5.8kPa=30.0kPa,因此此时反应速率v=2.0xl0-3x30=6.0xl02(kPa-min

③由于温度升高，容器容积不变，总压强提高，且二氧化氮二聚为放热反应，温度提高，

平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高，所以若提高反应温度至35℃,则N2O5(g)完

全分解后体系压强Ps(35℃)大于63.1kPa。

④根据表中数据可知五氧化二氮完全分解时的压强是63.1kPa,根据方程式可知完全分解时

最初生成的二氧化氮的压强是35.8kPax2=71.6kPa,氧气是35.8kPa+2=17.9kPa,总压强

应该是71.6kPa+17.9kPa=89.5kPa,平衡后压强减少了89.5kPa-63.1kPa=26.4kPa,所

以根据方程式2NO2(g)F=N2O4(g)可知平衡时四氧化二氮对应的压强是26.4kPa,二氧化

氮对应的压强是71.6kPa-26.4kPax2=18.8kPa,则反应的平衡常数

1QQ-

K=3-kPaa13.4kPa。

pn26.4

(3)A、第一步反应快，所以第一步的逆反应速率大于第二步的逆反应速率，A正确；

B、根据第二步和第三步可知中间产物还有NO,B错误；

C、根据第二步反应生成物中有NO2可知NO2与NO3的碰撞仅部分有效，C正确；

D、第三步反应快，所以第三步反应的活化能较低，D错误。答案选AC。

点睛：本题主要是考查化学反应原理，侧重于化学反应速率与化学平衡的有关分析与计

算，题目难度较大。试题设计新颖，陌生感强，计算量较大，对学生的要求较高。压强和

平衡常数的计算是解答的难点，注意从阿伏加德罗定律的角度去理解压强与气体物质的量

之间的关系，注意结合反应的方程式和表中数据的灵活应用。也可以直接把压强看作是物

质的量利用三段式计算。

Fe

5.89.340%3.56x104BDCDFe电极Fe+2^_U

+H2T(Fe+2c5H6^=Fe(C5H5)2+H2f)水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成

OH~,进一步与Fe?+反应生成Fe(0H)2

【分析】(1)利用盖斯定律解题；

(2)利用差量法计算转化率；三行式法计算平衡常数；根据平衡移动原理解释；

答案第11页，共7页

(3)通过外界因素对速率的影响和平衡状态的形成分析A、B、C选项，D选项观察图象

计算；

(4)根据阳极：升失氧；阴极：降得还进行分析确定阴阳极；根据题干信息中Na元素的

变化确定环戊二烯得电子数和还原产物，进而写出电极反应式；注意Na与水会反应，Fe2+

在碱性条件下生成沉淀。

【详解】(1)根据盖斯定律①-②，可得反应③的411=89.31/11101；

答案：89.3；

(2)假设反应前碘单质与环戊烯均为nmol,平衡时环戊烯反应了xmol,根据题意可知；

O0/(g)+L(g)=D0/(g)+2HI(g)增加