2021年高考化学真题和模拟题分类汇编 09 化学能与热能 （含解析）

2021高考真题和模拟题分类汇编化学

专题09化学能与热能

2021年化学高考题

一、单选题

1.（2021•山东高考真题）I'。标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程

可表示为：

18-

1SO0Ii«o

+OH一C—OCHS||+CH3

H3c—C——OCHSIHSC-C—OH

OH

1SO-1SOH

O-能量变化如图所示。已知H；c——C——OCH；——C——OCH；为快速平衡，

Il_

OHO

下列说法正确的是

能

量

CHg(r

度应遂程

A.反应n、in为决速步

B.反应结束后，溶液中存在I8OH-

C.反应结束后，溶液中存在CH3180H

D.反应I与反应IV活化能的差值等于图示总反应的婚变

【答案】B

【解析】

A.一般来说，反应的活化能越高，反应速率越慢，由图可知，反应I和反应IV的活化能较

高，因此反应的决速步为反应I、IV,故A错误；

1SO-1SOH

B.反应I为加成反应，而H；C——C——OCHj与H；C——C——OCHj为快速平衡，反应

"……[0H…书0叫~’后皿-

因此反应结束后，溶液中存在I80H,故B正确：

1SOH

C.反应HI的成键和断键方式为H、C——!一llcH“或H、C——C—1-0CH'1因此反应

I：'I'J

0H0

结束后溶液中不会存在CH3WH,故C错误；

D.该总反应对应反应物的总能量高于生成物总能量，总反应为放热反应，因此

180180

和CHQ-的总能量与和OH的总能量之差等于图

H3c—C—OHH3c—C—OCHS

示总反应的焰变，故D错误；

综上所述，正确的是B项，故答案为B。

2.（2021•浙江）相同温度和压强下，关于反应的AH,下列判断正确的是

(g)iH(g),g)△H4

020

A.AH]>0,AH2>0B.AH3=AHI+AH2

c.AHI>AH2,AH3>AH2D.AH2=AH3+AH4

【答案】c

【分析】

一般的烯燃与氢气发生的加成反应为放热反应，但是，由于苯环结构的特殊性决定了苯环结

构的稳定性，苯与氢气发生加成反应生成1,3-环己二烯时，破坏了苯环结构的稳定性，因此

该反应为吸热反应。

【解析】

A.环己烯、1,3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应，因此，△H1<0,AH2<0,

A不正确；

B.苯分子中没有碳碳双键，其中的碳碳键是介于单键和双键之间的特殊的共价键，因此，其

与氢气完全加成的反应热不等于环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应的反应热

之和，即AHsWAHi+AH?,B不正确；

C.环己烯、1,3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放反应，由于

Imol1,3-环己二烯与氢气完全加成后消耗的氢气是等量环己烯的2倍，故其放出的热量更多，

其△乩>4凡；苯与氢气发生加成反应生成1,3-环己二烯的反应为吸热反应（AHpO）,

根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加成的反应热因此正确；

△H3=AH4+AH2,AH?>AH?,C

D.根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加成的反应热AH3=AH4+AH?,因此AH?=AH3-AH&,

D不正确。

综上所述，本题选C。

3.（2021•广东高考真题）“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学,

长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是

A.煤油是可再生能源

B.H?燃烧过程中热能转化为化学能

C.火星陨石中的^Ne质量数为20

D.月壤中的3He与地球上的3H互为同位素

【答案】C

【解析】

A.煤油来源于石油，属于不可再生能源，故A错误；

B.氢气的燃烧过程放出热量，将化学能变为热能，故B错误；

C.元素符号左上角数字为质量数，所以火星陨石中的质量数为20,故C正确；

D.同位素须为同种元素，'He和3H的质子数不同，不可能为同位素关系，故D错误;

故选C。

4.（2021•河北高考真题）下列操作规范且能达到实验目的的是

NaOH

J环形破晒

标准溶液温度计

搅拌棒

硬纸板

酣酸

碎纸条

（含的酸闾,

甲乙

A.图甲测定醋酸浓度B.图乙测定中和热

C.图丙稀释浓硫酸D.图丁萃取分离碘水中的碘

【答案】A

【解析】

A.氢氧化钠溶液呈碱性，因此需装于碱式滴定管，氢氧化钠溶液与醋酸溶液恰好完全反应后

生成的醋酸钠溶液呈碱性，因此滴定过程中选择酚献作指示剂，当溶液由无色变为淡红色时,

达到滴定终点，故A选；

B.测定中和热实验中温度计用于测定溶液温度，因此不能与烧杯内壁接触，并且大烧杯内空

隙需用硬纸板填充，防止热量散失，故B不选；

C.容量瓶为定容仪器，不能用于稀释操作，故C不选；

D.分液过程中长颈漏斗下方放液端的长斜面需紧贴烧杯内壁，防止液体留下时飞溅，故D不

选；

综上所述，操作规范且能达到实验目的的是A项，故答案为A。

5.（2021•浙江高考真题）已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表:

共价键H-HH-O

键能/(kJmol-i)436463

热化学方程式

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)\H=-482k.Jmol-'

则2O(g)=(h(g)的AH为

A.428kJ-mol'1B.-428kJ-mol'1C.498kJmol1D.-498kJ-mol'1

【答案】D

【分析】

根据△，=反应物的键能总和-生成物的键能总和计算。

【解析】

反应的AHuZlH-HHlO-OAHH-O)；-482kJ/mol=2x436kJ/mol+(O-O)4x463kJ/mol,解得0-0键

的键能为498kJ/mol,2个氧原子结合生成氧气的过程需要释放能量，因此2O(g)=O2(g)的

△H=-498kJ/mol。

6.(2021•浙江高考真题)在298.15K、100kPa条件下，N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)AH=-92.4

kJmol\N2(g)、HMg)和NHKg)的比热容分别为29.1、28.9和35.6JKlmolL一定压强下，

1mol反应中，反应物N(g)+3H2(g)］、生成物［2NH3(g)］的能量随温度T的变化示意图合理的

是

【答案】B

【解析】

该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，根据题目中给出的反应物与生成

物的比热容可知，升高温度反应物能量升高较快，反应结束后反应放出的热量也会增大，比

较4个图像B符合题意，故答案选B。

二、原理综合题

7.（2021•湖南高考真题）氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运,

可通过下面两种方法由氨气得到氢气。

方法I：氨热分解法制氢气

相关化学键的键能数据

化学键N三NH-HN-H

键能E/（kJ・mo『）946436.0390.8

一定温度下，利用催化剂将NH,分解为N?和H?。回答下列问题：

⑴反应2NH3（g）UN?（g）+3H2（g）AH=kJ-moF1;

⑵已知该反应的AS=198.9J-mo「・KT,在下列哪些温度下反应能自发进行？（填

标号）

A.25℃B.125℃C.225℃D.325℃

（3）某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将O.lmolNH，通入

3L的密闭容器中进行反应（此时容器内总压为200kPa）,各物质的分压随时间的变化曲线如图

所示。

①若保持容器体积不变，％时反应达到平衡，用H?的浓度变化表示0~4时间内的反应速率

1

V(H2)=molL--minT(用含乙的代数式表示)

②L时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋

势的曲线是(用图中a、b、c,d表示)，理由是；

③在该温度下，反应的标准平衡常数=。(已知：分压=总压x该组分物质的量分数,

/、g/\h

PGPH

萨,萨&

对于反应dD(g)+eE(g)=gG(g)+hH(g),K°=)，其中P=100kPa,pc、

PD\丝］

PH、PD、PE为各组分的平衡分压)。

方法II：氨电解法制氢气

利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。

阴

离

子

H2

交

NH3换

膜

KOH溶液

(4)电解过程中OH-的移动方向为.(填“从左往右”或“从右往左”)

(5)阳极的电极反应式为

KOH溶液KOH溶液

0.02

【答案】+90.8CDb

A

开始体积减半，冲分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来2

倍要小从右往左

0.482NH3-6e-+60HHN2+6H2O

【解析】

⑴根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能，2NHKg)BN2(g)+3H2(g),

❷”=390.8kJ•mol-1x3x2-(946kJ-mol1+436.0kJ-mol-1x3)=+90.8kJ-mol'1，故答案为：+90.8；

3

(2)若反应自发进行，则需❷"-T❷S<0,T>"90.8xlOJ/mol

=456.5K,即温度应高于

♦S198.9J/(molK)

(456.5-273)℃=183.5℃,CD符合,故答案为：CD；

⑶①设h时达到平衡，转化的NR的物质的量为2x,列出三段式:

2NH3(g)-N2(g)+3H2(g)

起始/mol0.100

转化/mol2xX3x

平衡/mol0.1-2xX3x

根据同温同压下，混合气体的物质的量等于体积之比，-01-=

—————,解得

0.1+2%120+120+40

0.02x3mol0.020.02

x=0.02mol,1)(氏)一x.mol-L-1-min-1,故答案为:

3LxtjA

②t2时将容器体积压缩到原来的一半，开始N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向

移动，用分压比原来2倍要小，故b曲线符合，故答案为：b；开始体积减半，冲分压变为原

来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，用分压比原来2倍要小；

③由图可知，平衡时，NE、N2、H?的分压分别为120kPa、40kPa、120kPa,反应的标准平

衡常数长.="得3=048,故答案为：0.48；

(4)由图可知，通NH3的一极氮元素化合价升高，发生氧化反应，为电解池的阳极，则另一电

极为阴极，电解过程中OH-移向阳极，则从右往左移动，故答案为：从右往左；

(5)阳极NH3失电子发生氧化反应生成N2,结合碱性条件，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-=

N2+6H2O,故答案为：2NH3-6e-+6OH=N2+6H2O。

2021年化学高考模拟题

一、单选题

1.（2021•九龙坡区•重庆市育才中学高三三模）工业合成三氧化硫的反应为2sO2（g）+

O2（g）脩为2SO3（g）AH=-198kJmoH,反应过程可用下图模拟（一代表Ch分子，

代表SO2分子，\\\\\\\\代表催化剂）。下列说法不正确的是

A.过程n和过程m决定了整个反应进行的程度

B.过程n为吸热过程，过程ni为放热过程

C.加入SO2和。2各Imol,充分反应后放出的热量小于99KJ

D.催化剂可降低反应的活化能，使AH减小

【答案】D

【解析】

A.过程I是吸附放热过程，自发进行程度大，但过程n是共价键断裂的过程，过程iv是生

成物解吸过程，需要消耗能量，它们的活化能相对较大，决定了全部反应进行的程度，A正确；

B.由图可知，过程II化学键断裂，为吸热过程，过程IH化学键形成，为放热过程，B正确；

C.反应2502（8）+02（8户2503（8）4年-198口/0101是可逆反应，所以ImolSCh和ImolCh反应时

消耗SO2的物质的量小于ImoL放热小于99kJ,C正确；

D.催化剂不能改变反应的始终态，不能改变反应物和生成物的内能，所以不能改变反应热，

D错误；

故选：D。

2.（2021•重庆市第H~一中学校高三二模）文献报道：在45℃、0.1MPa时，科学家以铁粉为

催化剂，通过球磨法合成氨。部分反应历程如图所示（吸附在催化剂表面的物种用*标注），下

列说法正确的是

相

1

对过渡态

能

态2

过渡

'

一，

、3

量过奖态

\、

/一

\

*

N*3H

H*

NH*2

*H*

NH2

H

、*+N

'―—

3

,—

NH*

3

----►

-------

鹿

反应历

0

AH>

2H*

H*+

*=N

+3H

：N*

程可知

由此历

反应热

历程和

的反应

合成氨

改变了

铁粉

B.

生成

价键的

极性共

程中有

图示过

C,

同

上图相

程均与

反应历

氨，

合成

化剂

同催

用不

D.

案】C

【答

】

【解析

总

成物的

量比生

的总能

反应物

图知，

，由

终点

点和

的起

反应

决于

，取

无关

过程

反应

H与

A.A

；

错误

0,A

AH<

2H*

H*+

H*=N

*+3

,则N

HO

应A

热反

为放

高，

能量

误；

，B错

应热

变反

能改

，即不

终态

变始

不改

程，

应历

改变反

，只

化剂

做催

铁粉

B.

；

正确

成，C

的生

价键

性共

H极

有N-

程中

C.过

；

错误