广东省2023年高考化学模拟题汇编-15化学反应的热效应

广东省2023年高考化学模拟题汇编T5化学反应的热效应

一、单选题

1.(2023・广东广州•广州市第二中学校考模拟预测)下列依据热化学方程式得出的结论

正确的是

A.若2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ∙mol',则H2的标准燃烧热为-241.8kJ∙moH

B.若C(石墨；S)=C(金刚石，s)ΔH>0,则石墨比金刚石稳定

C.已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCI(叫)+h0⑴ΔH=-57.4kJ∙mol',则20.OgNaoH固体与

稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量

D.已知2C⑸+2Ch(g)=2C02(g)ΔH∣;2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH2,则AHι>AH2

2.(2023.广东汕头.统考一模)下图是用钉(RU)基催化剂催化CO?©和H?(g)的反应

示意图，当反应生成46g液态HCOOH时放出31.2kJ的热量。下列说法错误的是

A.反应历程中存在极性键、非极性键的断裂与形成

B.图示中物质I为该反应的催化剂，物质H、In为中间产物

C.使用催化剂可以降低反应的活化能，但无法改变反应的婚变

l

D.由题意知：HC∞H(l)=CO2(g)+H2(g)ΔW=+31.2kJ-moΓ

3.(2023・广东梅州•统考模拟预测)我国建成全球首套千吨级液态太阳燃料合成示范装

置，其原理如图所示。下列说法不正确的是

太阳能光伏发电

A.太阳能在此过程中主要转化为电能和化学能

B.反应I和反应∏都属于氧化还原反应

C.CH1OH中存在的化学键有：离子键、共价键、氢键

D.该过程产生的氢气和甲醵都可作为燃料电池燃料

4.（2023・广东•校联考一模）劳动创造世界，造福人类美好生活。下列劳动项目与所涉

及的化学知识不相符的是

选

劳动项目化学知识

项

石灰能与土壤中的碳酸盐反

A学农活动：撒石灰改良酸性土壤

应

B家务劳动：蛋糕加少量小苏打会更松软碳酸氢钠受热分解

C家庭小实验：用醋制软壳鸡蛋醋酸和蛋壳反应

社区服务：向社区科普喝高度白酒不能杀灭新冠

D医用酒精用于体外杀菌消毒

病毒

A.AB.BC.CD.D

5.（2023・广东・惠州一中模拟预测）我国正面临巨大的CO?减排压力。燃煤电厂是CO^的

主要排放源，直接从燃煤烟气中捕获CO2是缓解CO?排放危机最有效的手段。一种钙基

吸收剂（主要成分为Cao）循环捕集烟气中CO?的过程如图所示，下列说法中错误的是

高纯

Hff/WJI!

烟气

A.碳酸化反应器中发生了化合反应，且为放热反应

B.生成的CaCo3附着在钙基吸收剂表面会堵塞孔隙，导致其捕集性能下降

试卷第2页，共26页

C.ImOICO2中含有16NA个电子

D.封存的CO?可以转化为甲醇等产品

6.(2023・广东♦深圳市光明区高级中学校联考模拟预测)分析下表中的3个热化学方程

式，下列说法正确的是。

2022年北京

冬奥会”飞氢气

①2H2(g)+O2(g)=2H2θ(g)∆Hl=-484kJ∙moΓ'

扬”火炬使(H2)

用的燃料

2008年北京

l

奥运会“祥丙烷②CJL(g)+5O?(g)=3CC>2(g)+4HQ(g)ΔH,=-2039kJ∙moΓ

7,、/

云”火炬使(C3H8)

C3H8(g)+^O2(g)=3CO(g)+4H2O(g)AH.1190kj.mor,

用的燃料

A.丙烷的燃烧热为-2039kJ∙moL

B.等质量的氢气与丙烷相比较，充分燃烧时，丙烷放热更多

C.3CO2(g)+IOH2(g)=C1H8(g)+6H,θ(g)ΔH=-38IkJ∙mol'

D.3Cθ(g)+7H2(g)=C3H8(g)+3H,θ(g)∆H=+504kJ∙mol'

7.(2023.广东.深圳市光明区高级中学校联考模拟预测)Xe和E形成的氟化物有XeR、

XeF1、Xeg三种，已知：在低温下主要发生Xe+36.∙Xef;,,随着温度升高XeR、XeH

依次发生分解反应。下图表述的是以0.125mol/LXe和L225mol∕LI¾为始态得到的生成

物在平衡体系内的分压与反应温度的关系。下列说法中错误的是。

e

π<

⅛

H<S

⅛

⅜

-M

A.由图可知Xe的三种氟化物中Xe已最稳定

B.反应Xeξl（g）XeE（g）+R（g）0<jΔ∕∕<O

C.制备XeR的合适温度约为550K

D.XeE与NaOH溶液反应产生0°的化学方程式为

2XeF2+4NaOH=2XeT+O2↑+4NaF+2H,O

8.（2023•广东♦深圳市光明区高级中学校联考模拟预测）工业上在催化剂的作用下CO

可以合成甲醇，用计算机模拟单个Co分子合成甲醛的反应历程如图。下列说法正确的

是。

a

)

(x

8+

O)O*

.Z皿-

0H0(

)0.-2S

苏Zy

()

+F8≡

.3H

+*H-0.L6o

&.-x

OI-o.5」

).D;*

0+IVHq

.-*…

。O

.0.H9O⅛

IO;≡-l.

H□

mV-Γ4

Vl

反应历程

A.反应过程中有极性键的断裂和生成

B.反应的决速步骤为HI-IV

C.使用催化剂降低了反应的

D.反应的热化学方程式为CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）ΔH=-1.0eV∙mol1

9.（2023・广东•深圳市光明区高级中学校联考模拟预测）已知：298K时，相关物质的相

对能量如图所示。下列说法错误的是•

G}(g)

-52

(HMg)或6面

⅛-0

gCHUg)

r■S4

oIIO

⅛CO(g)

⅛

HOg)

242

286

IhO(I)

C(Mg)

393

试卷第4页，共26页

A.CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)+Ch(g)一∙2CO2(g)ΔH=-566kJ∙mol-'

B.H2的燃烧热为AH=-242kJ∙mol∣

C.C2H6比C2H4稳定

D.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)是放热反应

10.(2023•广东惠州・统考三模)Nq和Co是环境污染性气体，可在Ptq表面转化为无

害气体，其总反应为NQ(g)+co(g)=co2(g)+N2(g)AH,有关化学反应的物质变化过程

及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法不正确的是

A.Nq为氧化剂

B.ΔH=-226kJ∙moΓl

C.由图乙知该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能

D.为了实现转化，需不断向反应器中补充Ptq和Pt?。？

二、填空题

11.(2023•广东广州・广东实验中学校考模拟预测)I.利用温室气体CCh和CH4制备燃

料合成器，计算机模拟单个二氧化碳分子与甲烷分子的反应历程如图所示:

瓜/"∖2Hj(g>+2CO(g)

Ei∖：Ef

\C(ads>+2Hj(gh<?O^gP

~⅛Γcia⅛)⅝⅛wn⅛∙n⅛

CHdgHCCHg),；

TS我小过渡态

E1

反应历程

已知：IeV为1电子伏特，表示一个电子(所带电量为-1∙6X1OT9C)经过ι伏特的电位差加

速后所获得的动能。

(1)制备合成气CO、H?总反应的热化学方程式为。

(2)向密闭容器，中充入等体积的CO2和CH4,测得平衡时压强对数IgP(CO2)和IgP(H2)

的关系如图所示。(压强的单位为MPa)

②温度为T1时，该反应的压强平衡常数KP=MPa2。

II.丙烯是重要的有机合成原料。由丙烷制备丙烯是近年来研究的热点，主要涉及如下

反应：

反应i：2C3H8(g)+θ2(g)≠2C3H6(g)+2H2O(g)ΔWl=-235kJ∕mol

反应ii：2C3Hx(g)+7θ2(g)≠6CO(g)+8H2O(g)ΔW2=-2742kJ∕mol

⑶在压强恒定为IOokPa条件下，按起始投料n(C3H8):n(O2)=2：1匀速通入反应器中,

在不同温度下反应相同时间，测得丙烷和氧气的转化率如下图。

试卷第6页，共26页

①线(填“L"或"2")表示丙烷的转化率。

②温度高丁TIK后曲线L2随温度升高而降低的原因为。

③当温度高于T2K时，L1和L2重合的原因可能是。

III.综合利用CCh有利于实现碳中和，在某CCh催化加氢制CH3OH的反应体系中，发

生的主要反应有：

i.CO2(g)+H2(g)≠CO(g)+H2O(g)ΔH,=+41.1kJ∙mol-'

l

ii,CO(g)+2H2(g)≠CH3OH(g)∆H2=-90,0kJ∙moΓ

l

iii.CO2(g)+3H2(g)≠CH3OH(g)+H2O(g)∆W3=T8.9kJ∙moΓ

(4)5MPa时，往某密闭容器中按投料比n(H2):n(CO2)=3：I充入H2和CO2,反应达到

平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。

0---------1——ɪ--------1——U

222426280

玲。五rrɪ,点。露度"C°°°

①图中Y代表(填化学式)。

②在上图中画出反应达到平衡时，n(H»/n(CO2)随温度变化趋势图______(只用画

220℃以后)。

12.(2023•广东・华南师大附中校联考模拟预测)氮氧化物是主要大气污染物，可采用多

种方法消除，其中氢气选择性催化还原(也-SCR)是一种理想的方法。其相关反应如下:

主反应:2Nθ(g)+2H2(g).∙N2(g)+2H2θ(g)AH1<0

副反应：2Nθ(g)+H2(g)N2θ(g)+H2θ(g)ΔH2<0

⑴已知：H2(g)+∣O2(g)=H2θ(g)ΔH,,N2(g)+02(g)=2N0(g)ΔH4,则

AHI=(用含有和AH,的代数式表示)

(2)恒温条件下，将NO、也充入某恒容密闭容器中，在催化剂作用下进行反应。

①下列有关说法埼唉的是o(填字母序号)

a.当容器内的压强不再变化时说明主、副反应均达到平衡

b∙平衡后，若向容器内再充入少量NO,主、副反应平衡常数均增大

c.平衡后，NO、此和NQ三者的物质的量之比保持不变

d.平衡后，2VE(H2)=val(N2)

②在不同温度下，反应相同时间时测得混合气体中N2、Nq的体积分数随温度的变化

关系如图所示，温度高于205。C时，2的体积分数随温度的升高而减小的原因可能

100150200250300温度/℃

⑶某温度下,将NO、H2按物质的量比1：3充入某恒容密闭容器中，若平衡后N2与N2O

物质的量之比为3：1,No的转化率为80%,则NO的有效去除率(转化为N,的NO的

量与起始量的比值)为%,N?。的物质的量分数为%。(结果保留两位有

效数字)

(4)H「SCR在Pt-HY催化剂表面的反应机理如下图:

研究表明，在Pt-HY催化剂中，Pt表面上形成的N%以NH：的形式被储存。随后在HY

载体上，NH；与NO和产生N2,该反应的离子方程式为。(已知发生反应的

NO、O?物质的量之比为1：1)

(5)除了H3-SCR,还有其他有效的方法消除氮氧化物，例如可用电解法将NO转变为

NH4NO5,其工作原理如图。M极为电解池的极，N极的电极反应式为O

试卷第8页，共26页

ltl

NH4NO3稀溶液

三、原理综合题

13.(2023・广东•统考一模)甲烷的直接转化具有较高的经济价值，因此备受科学家关注。

请回答下列问题：

(1)用丝光沸石作催化剂可实现甲烷直接转化制备甲醉，合成方法有以下两种：

l

方法I：CH4(g)+∣O2(g)CH3OH(g)∆H∣=-126.4kJ∙mol∙

方法II：CH4(g)+H2O(g).CH3OH(g)+H2(g)∆H2

已知H2的燃烧热为285.8kJ∕mol,H2O(l)=H2O(g)∆H=+44kJ∙moΓ',则AH?=。

(2)某工厂采用方法I生产甲醇•在200℃下，向容积为5L的恒容密闭反应器中加入催

化剂，并充入6.0kPaCH4∖4.8kPaCh和一定量He使反应充分进行，体系的总压强随时

间的变化如图所示。

A

12r

11

0

1

99.05

___________IlllA

010002000

反应时间/s

①下列措施可以提高CH4的平衡转化率的是(填标号)。

A.升高温度

B.反应达到平衡后，再充入一定量He

C.投料比不变，增大反应物浓度

②达到平衡时体系中CH3OH的体积分数为(精确到0.1%)。

③该反应温度下，方法I的标准压力平衡常数K；=(列出计算式)。［已知：分压=总

压X该组分物质的量分数，对于反应dD(g)+eE(g)gG(g)+hH(g),

其中P**=IOOkPa,pc、PH、pi＞、PE为各组分的平衡分压。|

④若将容器改为绝热容器，初始温度为20(TC,其他条件不变，达到新平衡时，甲醇产

率降低，原因是.

(3)为提高生产效率,利用方法II进行连续生产时采用如图所示的步骤控制体系温度和通

入气体(各阶段气体流速相同)。

U400

假200

明

0

He∕H2U

充气种类及时间

已知大多数气体分子在催化剂表面的吸附过程是放热的，He不会在催化剂表面吸附,

吸附和解吸附不会导致体系温度的变化。通入CH4发生反应前，要往反应器中通入02

从而活化催化剂，活化催化剂后持续通入He一段时间的目的是：请从反应速率的

角度说明，通入CH4后反应温度维持在200。C的原因：

⑷用Zro2∕NiCθ2O4作电解催化剂也可以实现甲烷的直接转化，装置如图所示。

写出Zro2∕NiCθ2O4电极的反应式：

14.(2023♦广东湛江•统考一模)碳达峰、碳中和是现在需要继续完成的环保任务，CO2

的综合利用成为热点研究对象，CO2作为碳源加氢是再生能源的有效方法，Co2加氢可

以合成甲醇,OIah提出“甲醇经济”概念,认为甲醇会在不久的将来扮演不可或缺的角色,

通过CO?加氢生产甲醇是有希望的可再生路线之一，该过程主要发生如下反应：

试卷第10页，共26页

反应I：CO2(g)+H2(g)Cθ(g)+H2θ(g)ΔH,

,

反应∏:CO2(g)+3H2(g)CH,OH(g)+H2θ(g)ΔH2=-41.1kJ∙moΓ

⑴①相关键能如下表,则AHl=,该反应的活化能EaaE)Eil画(填

“大于”“小于”或“等于”)。

化学键H-HC≡OO-HC=O

键能/(kJ∙moL)4361071464803

②若K/、K2分别表示反应I、反应H的平衡常数，则Cθ(g)+2Hz(g)CHQH(g)的

平衡常数K=(用含K、K2的代数式表示)。

③已知CO式g)+3H?(g).CH,OH(g)+HQ(g)的正反应速率ViE=kc(C0jc3(Hj(k

为正反应的速率常数)，某温度时测得数据如下：

c(CO)∕(moI∙I7,)c(H)∕(mol∙I7,)1l

22VIE/^mol∙I7∙min^)

10.020.012.0×10-4

20.020.02a

则此温度下表中a=o

(2)据文献报道，Cu基纳米材料作为高性能催化剂可将CO2电还原为高能量密度的

CH3OH,不同催化剂对生成CHQH的法拉第效率与电极电势的变化如图所示(已知法

拉第效率是指实际生成物和理论生成物的百分比)，为了保证生成甲醉的法拉第效率，

最合适的电势及最佳催化剂是

(3)在催化剂作用下，发生上述反应I、II,达平衡时CO?的转化率随温度和压强的变化

如图，判断0、P2、P3的大小关系：,解释压强一定时，CO2的平衡转化

(4)某温度下，初始压强为P,向容积为2L的恒容密闭容器中充入2molCO›3molH?发

生反应I、∏,平衡时CO2的转化率是50%,体系内剩余ImolH0反应∏的平衡常数

K=L?∙moΓ2O

15.(2023・广东汕头・统考一模)CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。回答下列

问题：

(1)用CO2制备甲醇可实现碳循环，一一种制备方法为

CO2(g)+3H2(g)-CH3OH(g)+H2O(g)∖H

1

已知：①Co(g)+HQ(g).∙CO2(g)+H2(g)ΔHl=-40.9kJ∙moΓ

②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)Δ∕∕,=-90.4kJmol-'

该制备反应的AH。升高温度，该制备甲醇反应的CO。的平衡转化率(填

“增大""减小''或"不变”)。

已知反应的3

(2)CC>2(g)+3H2(g).CH30H(g)+H20(g)VE=A⅛∙p(CO2)∙p(H2),

也=。∙P(COQH)/(也0),其中⑥、心分别为正、逆反应速率常数，p为气体分压

(分压=总压X物质的量分数)。在540K下，按初始投料比〃(CO2)："(H2)=3:1、

MCO2)：〃(也)=1:1、〃(Ce)J:〃(HJ=1:3,得到不同压强条件下H?的平衡转化率关

系图：

试卷第12页，共26页

6O%

o

4%

o

2%

00.511.522.53

压强%WJa

→-a-A-b-⅜-c

①a、b、C各曲线所表示的投料比由大到小的顺序为(用字母表示)。

2

②N点在b曲线上，540K时的压强平衡常数KP=(MPa)-(用平衡分压代替平

衡浓度计算)。

③540K条件下，某容器测得某时刻MCo2)=02MPa,P(Hj=O∙4MPa,

p(CHQH)=p(H,θ)=0.1MPa,此时曙______(保留两位小数)。

V逆

(3)用电解法将CO?转化为燃料是实现碳循环的一种途径，原理如图所示。铜电极上产生

GH1的电极反应式为,若阴极只产生CO、HCOOH、C2H4,且生成速率相同,

则相同条件下Pt电极产生的与CU电极上产生的HCooH的物质的量之比为

_____O

-------b-------

Cu

稀硫酸阳离子稀硫酸

交换膜

16.(2023•广东广州•统考一模)乙醉可以通过部分氧化制氢气，涉及的相关反应方程式

如下：

a)C2H5OH(g)CH4(g)+Cθ(g)+H2(g)ΔH,

b)2CH4(g)+3O2(g)2Cθ(g)+4H2θ(g)ΔH2

c)∞(g)+H2θ(g)CO2(g)+H2(g)ΔH3

d)CH4(g)+H2θ(g)/Cθ(g)+3H2(g)ΔH4

（1）若发生反应©2&。14伍）+5。2仅）.2CO（g）+3H2（g）∆H5,可提高乙醇中氢原子的

利用率，反应的AW=（用代数式表示）。

（2）用平衡分压代替平衡浓度时，平衡常数可表示为K1,,各反应的IgJ随温度的变化如

图1所示。

5001000ISOO2000

fi1⅞.'K

ffil

①以上反应中，属于吸热反应的有（填字母）。

②平衡常数大于1（）5时可认为反应完全，则150OK时，反应完全进行的有（填字

母）。

⑶恒压条件下往反应容器中通入2.OmolGH5OH和少量02,平衡时体系中各物质（CH八

H八CO、CO2、H2O）的物质的量分数随温度的变化如图2所示。

①图中表示CO的曲线为o（填"m”或"n”）。

②下列说法正确的是（填编号）。

A.当气体密度不再发生变化时，反应达到平衡状态

B.温度升高，反应的V正增大，V减减小

c.达到平衡时分离出部分Hq,反应C的平衡常数增大

D.加入稀有气体，重新达到平衡时H?的物质的量增加

试卷第14页，共26页

③IK下达到平衡时CFQH和均反应完全，CH八”和HzO的物质的量分数分别

为0.20,0.32.0.12,则平衡时H2的物质的量为mol,反应C的平衡常数K=。

17.(2023∙广东梅州.统考模拟预测)综合利用化石燃料，提高利用率，有助于实现“碳

达峰、碳中和回答下列问题：

[.利用CHLCO2干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对

环境的影响。该反应一般认为通过如下步骤来实现：

φCH4(g).C(ads)+2H2(g)

②C(ads)+CO2(g).2Cθ(g)

上述反应中C(ads)为吸附活性炭，反应历程的能量变化如图所示：

&

(

LE4&

o

E2CO(g)+2HKg)

3

5氏

C(ads)+2H2(g)+CO2(g)

C⅛(g)+CO3(g)

°反应I反应II

(I)CHLC干重整反应的热化学方程式为(选用g、E2、E3、4、4的

关系式表示反应热)，反应II是(填“慢反应”或“快反应”)。

(2)在恒压条件下，等物质的量的CHNg)和CO?(g)发生干重整反应时，各物质的平衡转

化率随温度变化如图所示。已知在干重整中还发生了副反应：

CO2(g)+H2(g).Cθ(g)+H2θ(g)ΔH>0,则表示CH,平衡转化率的是曲线

(填“A”或"B”)，判断的依据是。

40060080010001200

温度/K

∏∙在一密闭容器中，通入ImolCH4和3mol叱。(g)发生甲烷的水蒸气重整反应。甲

烷的水蒸气重整涉及以下反应:

③CHKg)+HQ(g)CO(g)+3H2(g)

④Co(g)+HQ(g).CO2(g)+H2(g)

(3)如图所示，压强为兄kPa,温度低于700℃时，加入Cac)可明显提高平衡体系混合气

中H?的物质的量，原因是。

*加Cao

—不加CaO

400450500550600650700750温度/℃

(4)50(TC时，反应相同时间后测得C&的转化率随压强的变化如图所示。则图中E点和

G点CH,的浓度大小关系为C(G)c(E)(填，"Y或"=”)，结合两图中的相关

数据，计算此温度下反应③的压力平衡常数Kp=(用分压代替浓度，分压等

于总压X物质的量分数，列出计算式，无需化简)。

压强

OA）∕tpa

(5)我国科技工作者发明了一种电化学分解甲烷的方法。其电化学反应原理如图所示。请

写出Ni-YSZ电极上发生的电极反应方程式。

18.(2023•广东茂名•统考一模)乙烯是重要的基础化工原料，工业上利用乙烷脱氢制乙

烯的相关反应如下：

试卷第16页，共26页

l

反应I：C2H6(g).∙C2H4(g)+H2(g)ΔH,=+137kJ-moΓ

反应∏:CO2(g)+H2(g).CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ∙moΓ'

⑴反应C?H6(g)+CC)2(g).∙GH4(g)+CO(g)+HQ(g)的AH：=kJ∙∏κ>L。

(2)以CzZ和N2的混合气体为起始投料(2不参与反应)，保持混合气体总物质的量不

变，在恒容的容器中对反应I进行研究。下列说法正确的是。

A.升高温度，正、逆反应速率同时增大

B.QHcJH4和H2的物质的量相等时，反应达到平衡状态

C.增加起始投料时C2%的体积分数，单位体积的活化分子数增加

D,增加起始投料时C?%的体积分数，平衡转化率增大

(3)科研人员研究催化剂对乙烷无氧脱氢的影响

①在一定条件下，Zn/ZSM-5催化乙烷脱氢转化为乙烯的反应历程如图所示，该历程

的各步反应中，生成下列物质速率最慢的是。

-1.5

反应进程

,

A.C2H6B.Zn-C3H5C.C,H；D.H；

②用Co基催化剂研究C?%催化脱氢，该催化剂对C-H键和C-C键的断裂均有高活

性，易形成碳单质。一定温度下，Co基催化剂在短时间内会失活，其失活的原因是

(4)在923K和催化剂条件下，向体积固定的容器中充入LOmolGH6与一定量CO?发生反

应(忽略反应I和反应∏外的其它反应)，平衡时CRQCzH,和Co的物质的量分数随起

n(CO,)

始投料比菽京的变化关系如图所示。

%

、25

凝

φ250

啾

后O

眼

界5

颠

小

O11.5

2AZ(CO2)

«(C2H6)

①图中曲线C表示的物质为CO,表示CzG的曲线为(填“a”或"b”)，判断依据是

②当序=15时,平衡时体系压强为P,计算反应I的平衡常数K

P.(写出计

算过程’结果保留2位有效数字；对于aA(g)bB(g),KP=喘’P(B尸詈小

19.(2023∙广东深圳•统考一模)苯乙烯是生产塑料与合成橡胶的重要原料。CO2氧化乙

苯脱氢制苯乙烯的反应为：

CH2CH3CH=CH2

反应I：人I人I+H,O(g)+CO(g)∆H

U(g)+co2(g)-(g)

已知：

CH2CH3CH=CH2

反应n：fʌsJ⅛1∆∕∕l=+117.6kJ∙mol-'

(g)(g)+HKg)

反应ΠI:CO2(g)+H2(g).Cθ(g)+H2θ(g)∆∕f2=+41.2kJ∙mol^'

回答下列问题：

(1)反应I的∖H=.

(2)下列关于反应I-III的说法正确的是(填标号)。

A.及时分离出水蒸气，有利于提高平衡混合物中苯乙烯的含量

B.n(CC>2)：n(CO)保持恒定时，说明反应I达到化学平衡状态

C.其他条件相同，反应∏分别在恒容和恒压条件下进行，前者乙苯的平衡转化率更高

D.反应III正反应的活化能小于逆反应的活化能

(3)在催化剂MQV作用下，Co2氧化乙苯脱氢制苯乙烯可能存在如下图所示反应机理:

试卷第18页，共26页

该机理可表示为以下两个基元反应，请补充反应ii：

CH2CH3CH=CH2

i：+MQg(s)+Hq(g);

/(g)+MQy(s)J(g)

11:

(4)常压下，乙苯和CO?经催化剂吸附后才能发生上述反应I。控制投料比［n(CO?)：n(乙

苯)］分别为1：1、5：1和10：1,并在催化剂作用下发生反应，乙苯平衡转化率与反应

温度的关系如图所示:

4O

6007008009001000

温度/K

①乙苯平衡转化率相同时，投料比越高，对应的反应温度越(填“高”或"低”)。

②相同温度下，投料比远大于10：1时，乙苯的消耗速率明显下降，可能的原因是：

i,乙苯的浓度过低；

ii.。

③850K时，反应经tmin达到图中P点所示状态，若初始时乙苯的物质的量为nmol,

则v(苯乙烯)=mol∙min1。

(5)70OK时，向恒容密闭容器中加入过量CaCO3和一定量乙苯，初始和平衡时容器内压

强分别为PIkPa和PzkPa,则平衡时苯乙烯的分压为kPa(以含有％、p2.P的代

数式表示)。［已知：①混合气体中某组分的分压等于总压与该气体物质的量分数之积：

以平衡分压代替平衡浓度进行计算，可得反应的分压平衡常数KP。

TOO

②CaCO3⑸KCaθ(s)+∞2(g)KP=PkPa］

20.(2023•广东惠州•统考三模)运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成

下列探究。

(1)生成氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。

该反应在

C(s)+H2θ(g)F⅛H2(g)+Cθ(g)ΔH=+131.3kJmolɪ,AS=+133.7JmOlLKL

低温下("能”或“不能”)自发进行。

⑵己知在400。C时，N2(g)+3H2(g).2NH,(g)的K,=0.5o相关化学键键能数据为

化学键N≡NH-HN-H

键能E(kJ∙moL)946436390.8

回答下列问题：①在400。C时，2NH,(g).N?(g)+3H2(g的K2=(填数值)，

ΔH=0

②400℃时，在IL的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的

物质的量分别为4mol、2moU4mol,则此时反应喋(M)v⅛(Nj(填，

或“不能确定

③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氮气，则合成氨反应的平衡(填''向

左”“向右”或“不”)移动；使用催化剂(填“增大”“减小”或“不改变”)反应的AH。

(3)氮的固定一直是科学家研究的重要课题，合成氨则是人工固氮比较成熟的技术，其原

理为N?(g)+3HKg)2NH3(g),在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始时N2、

H2分别为O.lmol、0.3mol时，平衡后混合物中氨的体积分数(φ)如图所示。

①其中，PlSP2和P3由大到小的顺序是

②若在250℃、Pl为105Pa的条件下，反应达到平衡，此时B点Nz的分压P(NJ为

Pa(分压=总压X物质的量分数，保留一位小数)。

试卷第20页，共26页

21.(2023∙广东江门•校联考模拟预测)为了实现碳达峰和碳中和目标，二氧化碳的高效

利用成为研究的热点。某研究小组采用双合金团簇催化甲烷干法重整法(DRM)取得了良

好的效果。己知：CH八H2、CO的燃烧热分别为-890.3kJ/mol、-285.8kJ∕mol,-283kJ∕mol°

⑴甲烷干法重整(DRM)反应为CH4(g)+CO2(g)≠2CO(g)+2H2(g)∆H,贝SH=。

(2)通过大量的研究PtnNi、Snl2Ni^CUl2Ni三种双金属合金团簇可用于催化DRM反应,

在催化剂表面涉及多个基元反应，分别为过程1：甲烷逐步脱氢，过程2：CO2的活化(包

括直接活化和氢诱导活化)，过程3：C★和CH★的氧化，过程4：扩散吸附反应。其反

应机理如图1所示。

则CO2的氢诱导活化反应方程式为,过程3的最终产物为,过程4发生

扩散吸附的微粒为。

(3)三种催化剂催化甲烷脱氯过程的能量变化如图2所示：

图2

①甲烷脱氢过程中最大活化能步骤为。(用反应方程式表示)

②SnmNi、Pti2Ni.CUl2Ni三种催化剂催化甲烷脱氢过程的脱氢速率分别为vi、V2、V3,

则脱氢速率由大到小的顺序为。

③SnnNi双金属团簇具有良好的抗积碳作用，有效抑制碳沉积对催化剂造成的不良影

响，请结合图示解释原因：。

(4)已知：甲烷干法重整(DRM)过程中发生副反应

CO2(g)+H2(g)Cθ(g)+H2θ(g)∆H>0,T。C时，在恒压反应器中，≡Λ2molCH4

和ImOlCO2,总压强为po,平衡时甲烷的转化率为40%,比0的分压为p。

①关于上述平衡体系，下列说法正确的是(填标号)。

A.n(CH4):n(CO2)=2:1

B.将H2O(g)液化，可以提高主反应的速率

C.若反应在恒容条件下进行，甲烷转化率小于40%

D.若降低反应温度，主、副反应均逆向进行

②DRM反应的Kp=(列出计算式即可，分压=总压X物质的量分数)。

22.(2023∙广东清远・清新一中校考模拟预测)完成下列小题：

I.催化剂活性是指催化剂的催化能力。金属伯(Pt)及其化合物在催化剂和电镀等领域

有着重要的应用。

(I)PtO2可以与H2发生置换反应，生成具有较强活性的催化剂金属伯(伯黑)，写出上述

反应的化学方程式：。

⑵氯伯酸(HzPtCL)可用于石油化工中加氢、脱氢催化剂的活性部分，氯伯酸溶液中加

入过量的KCI溶液，搅拌均匀，过滤，滤液经后，合并晶体，干燥,

可以得到应用于电镀的氯伯酸钾(KPtCL),氯饴酸钾(KzPtCh)易结晶析出的原因是

IL丙烷在25℃和光照条件下与CU发生反应，生成氯丙烷和氯丙烷两种卤代燃。

25C、光照

CH3CH2CH3+ChCH3CH2CH2CI(45%)+CH3CHCICH3(55%)

(3)从CH3CH2CH3分子中等效H原子来看，得到的1-氯丙烷和2-氯丙烷的物质的量应

为3：1,但从实际得率看，有很大的差异，丙烷分子结构中两种不同化学环境氢原子

的活性，还要受到其他因素的影响。假设C&CH2CH3分子结构中甲基(一CHj上的H

原子的活性为X,亚甲基(一‹凡一)上的H原子的活性为必则上=(保留两

X

位有效数字)。

试卷第22页，共26页

(4)烷始与卤素单质的取代反应本质是与卤素自由基(X∙)的反应，生成烷嫌自由基(R∙)和

卤化氢，丙烷分别与卤素原子“Q•”和“Br”发生反应的能量变化如图所示，已知得到的

丙烷自由基可以通过单电子(•)进一步结合卤素原子，生成对应结构的一卤代燃产物。

CHmCHqHKg)和CHqHCH3(g)哪个更稳定：-----------------------

III.一般说来，自由能ΔG越高越不稳定，越低越稳定。

(5)M∏元素的自由能(AG)一氧化态(或化合价Z)图像如图所示。

5

4(x)

3oo

U(x)

O2

EI(x)

P∙

I(xo)

5

—

<1..∖Mn(OH)

2()o3

()<)-Mn(0H)Λr^^C

0+1+2+3+4+5+6+7

制化态

一的自由能-氧化态图(PH=I4)

由上图可知，PH=O时，Mn元素最稳定状态的存在微粒是pH=14时，

Mn元素最稳定状态的存在微粒是。

(6)离子反应3Mn0f+4H*—2Mno4+MnC½+2H2O,K=I.91xl(Γ,结合上述图像，从

反应的平衡常数K分析，得到的结论是

23.(2023・广东•惠州一中模拟预测)苯乙烯是生产塑料和合成橡胶的重要有机原料，乙

苯催化脱氢制备苯乙烯是目前生产苯乙烯的主要方法，反应如下::;;≡⅛¾⅛⅛,

催化剂—...

(g)•∙熄ICi¾(g)+H2(g)ΔH,=+124kJ∕molo

(1)工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气，反应温度维持在600℃,并保持体系总压为

常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙

烯的选择性（指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数）示意图如下:

温度/℃

①一般控制原料气中水油比n（水）：n（乙苯）为9：1,若水油比增大，乙苯的平衡转化率

（填"增大'或"减小”），理由是。

②控制反应温度为600℃的理由是o

（2）某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺。反应方程式为:

L＞磔泪¾(g)+C5(g)=

(g)+CO(g)+H2O(g)ΔW2o反应历程如图:

①已知：Cθ(g)+H2θ(g)CO2(g)+H2(g)ΔW3=-41kJ∙moΓ'o则

△H[—kJ∙ΠTOΓIO

②催化剂表面酸碱性对乙苯脱氢反应性能影响较大，根据反应历程分析，如果催化剂表

面碱性太强，对反应造成的影响为：（说出一点即可）。

③一定温度下，向恒容密闭容器中充入2mol乙苯和2molC。?，起始压强为p0,平衡时

容器内气体总物质的量为5mol,乙苯的转化率为,用平衡分压代替平衡浓度表

示的化学平衡常数K.=。（已知：气体分压=气体总压X气体体积分数）

24.（2023•广东•深圳市光明区高级中学校联考模拟预测）CO、CO2的回收和综合利用

有利于实现''碳中和”。

试卷第24页，共26页

(I)CO和H2可以合成简单有机物，已知CO、H2合成CH3OH、HCoOCH3的能量变化

如图所示，计算2CHQH(g)峰”HCOOCH3(g)+2H2(g)∆H=。

已知键能数据如表。

化学键H-HC-OC≡OH-OC-H

键能/(kJ∙moH)436326A464414

则c≡o的键能为

l

(2)已知：反应1：2CO(g)+4H2(g)=CH3CH2OH(g)+H2O(g)∆H=-128.8kJ∙moΓ

反应2：2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2θ(g)∆H=-78.1kJ∙mol-'

假设某温度下，反应1的速率大于反应2的速率,则下列反应过程中的能量变化示意图

(3)CO2催化加氢制甲醇可分两步完成，反应历程如图所示。

。

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