高中化學人教版化學反應原理第一章化學反應與能量 第二章高考沖刺集訓

第一、二章高考真題集訓1．[2023·北京高考]最新報道：科學家首次用X射線激光技術(shù)觀察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程。反應過程的示意圖如下：下列說法正確的是()A．CO和O生成CO2是吸熱反應B．在該過程中，CO斷鍵形成C和OC．CO和O生成了具有極性共價鍵的CO2D．狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應的過程答案C解析根據(jù)能量變化示意圖可以判斷反應物總能量大于生成物總能量，該反應為放熱反應，A項錯誤；根據(jù)反應過程示意圖可以看出CO中的碳氧鍵沒有斷裂，B項錯誤；CO2中含有極性鍵，C項正確；狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO和O形成CO2的過程，D項錯誤。2．[2023·重慶高考]黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一，其爆炸的熱化學方程式為：S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)ΔH＝xkJ·mol－1已知：碳的燃燒熱ΔH1＝akJ·mol－1S(s)＋2K(s)K2S(s)ΔH2＝bkJ·mol－12K(s)＋N2(g)＋3O2(g)2KNO3(s)ΔH3＝ckJ·mol－1則x為()A．3a＋b－c B．c－3a－bC．a(chǎn)＋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，根據(jù)蓋斯定律：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，選項A正確。3．[2023·四川高考]一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，平衡時，體系中氣體體積分數(shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。已知：氣體分壓(p分)＝氣體總壓(p總)×體積分數(shù)。下列說法正確的是()A．550℃時，若充入惰性氣體，v正、v逆均減小，平衡不移動B．650℃時，反應達平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為%C．T℃時，若充入等體積的CO2和CO，平衡向逆反應方向移動D．925℃時，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數(shù)Kp＝總答案B解析因容器體積可變，故充入惰性氣體，體積增大，與反應有關(guān)的氣體濃度減小，平衡正向移動，A項錯誤；C(s)＋CO2(g)2CO(g)平衡6040反應2040故CO2的轉(zhuǎn)化率為20÷(60＋20)×100%＝%，B項正確；由圖象可知T℃時，CO和CO2的體積分數(shù)相等，故充入等體積的這兩種氣體，平衡不移動，C項錯誤；Kp＝p2(CO)/p(CO2)＝總)2/總)＝總，D項錯誤。4．[2023·天津高考]某溫度下，在2L的密閉容器中，加入1molX(g)和2molY(g)發(fā)生反應：X(g)＋mY(g)3Z(g)，平衡時，X、Y、Z的體積分數(shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1molZ(g)，再次達到平衡后，X、Y、Z的體積分數(shù)不變。下列敘述不正確的是()A．m＝2B．兩次平衡的平衡常數(shù)相同C．X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1∶1D．第二次平衡時，Z的濃度為mol·L－1答案D解析在原平衡體系中加入1molZ，再次達到平衡后，X、Y、Z的體積分數(shù)不變，說明該平衡與原平衡是等效平衡，則化學方程式兩邊氣態(tài)物質(zhì)的化學計量數(shù)相等，即m＝2，A項正確；溫度不變，平衡常數(shù)不變，B項正確；起始時X、Y的物質(zhì)的量之比等于化學計量數(shù)之比，則二者的平衡轉(zhuǎn)化率相等，C項正確；起始時加入1molX和2molY，相當于3molZ，平衡時Z的物質(zhì)的量為3mol×10%＝mol，在平衡體系中再加入1molZ，相當于起始時共加入4molZ，則新平衡時Z的物質(zhì)的量為4mol×10%＝mol，其濃度為mol/2L＝mol·L－1，D項錯誤。5．[2023·福建高考]在不同濃度(c)、溫度(T)條件下，蔗糖水解的瞬時速率(v)如下表。下列判斷不正確的是()＝B．同時改變反應溫度和蔗糖的濃度，v可能不變C．b<D．不同溫度時，蔗糖濃度減少一半所需的時間相同答案D解析根據(jù)題中數(shù)據(jù)分析，溫度不變時，反應的瞬時速率與濃度成正比，則可求出a＝，A項正確；溫度為bK、濃度為mol·L－1和溫度為K、濃度為mol·L－1對應的瞬時速率相等，B項正確；濃度不變時，溫度由K變?yōu)閎K時，反應速率減小，則b<，C項正確；不同溫度時，反應速率不同，蔗糖濃度減少一半所需的時間不同，D項錯誤。6．[2023·安徽高考]汽車尾氣中NO產(chǎn)生的反應為N2(g)＋O2(g)2NO(g)。一定條件下，等物質(zhì)的量的N2(g)和O2(g)在恒容密閉容器中反應，如圖曲線a表示該反應在溫度T下N2的濃度隨時間的變化，曲線b表示該反應在某一起始反應條件改變時N2的濃度隨時間的變化。下列敘述正確的是()A．溫度T下，該反應的平衡常數(shù)B．溫度T下，隨著反應的進行，混合氣體的密度減小C．曲線b對應的條件改變可能是加入了催化劑D．若曲線b對應的條件改變是溫度，可判斷該反應的ΔH<0答案A解析A選項正確，達平衡時，c(N2)＝c(O2)＝c1mol·L－1，c(NO)＝2(c0－c1)mol·L－1；B選項錯誤，因反應前后容器體積不變，且反應中無固態(tài)(或液態(tài))物質(zhì)參加或生成，故混合氣體的密度始終不變；C選項錯誤，催化劑只能改變到達平衡的時間，不會破壞平衡，即加入催化劑時氮氣的平衡濃度不會改變；D選項錯誤，對比曲線a和b到達平衡所需時間，可知曲線b對應的條件改變是升高溫度，達新平衡時c(N2)減小，則平衡正向移動，故該反應應為吸熱反應，即ΔH>0。7．(1)[2023·課標全國卷Ⅱ]甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇，發(fā)生的主要反應如下：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3回答下列問題：已知反應①中相關(guān)的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：化學鍵H—HC—OCOH—OC—HE/(kJ·mol－1)4363431076465413由此計算ΔH1＝__________kJ·mol－1；已知ΔH2＝－58kJ·mol－1，則ΔH3＝________kJ·mol－1。(2)[2023·四川高考]FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3，F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應可制得鐵系氧化物材料。已知25℃，101kPa時：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在空氣中加熱反應生成Fe2O3的熱化學方程式是________________________。(3)[2023·課標全國卷Ⅰ]已知反應2HI(g)H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11kJ·mol－1,1molH2(g)、1molI2(g)分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收436kJ、151kJ的能量，則1molHI(g)分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為________kJ。(4)[2023·山東高考]貯氫合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反應。溫度為T時，該反應的熱化學方程式為______________。已知溫度為T時：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)反應①中，生成1molCH3OH時需要形成3molC—H鍵、1molC—O鍵和1molO—H鍵，則放出的熱量為(413×3＋343＋465)kJ＝2047kJ，需要斷開1molCO鍵和2molH—H鍵，吸收的熱量為(1076＋436×2)kJ＝1948kJ，則該反應為放熱反應，ΔH1＝(1948－2047)kJ·mol－1＝－99kJ·mol－1；根據(jù)蓋斯定律，ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝(－58＋99)kJ·mol－1＝＋41kJ·mol－1。(2)由蓋斯定律，將題中已知的第二個熱化學方程式乘以4與第一個熱化學方程式相加，再減去2倍的第三個熱化學方程式，即得4FeCO3(s)＋O2(g)2Fe2O3(s)＋4CO2(g)ΔH＝－260kJ·mol－1。(3)設(shè)1molHI(g)分子中化學鍵斷裂需吸收能量xkJ，則2x－436－151＝11，解得x＝299。(4)將題中兩個已知的熱化學方程式依次編號為①、②，根據(jù)蓋斯定律，由②－①可得CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)ΔH＝－206kJ·mol－1。8．[2023·課標全國卷Ⅰ]Bodensteins研究了下列反應：2HI(g)H2(g)＋I2(g)在716K時，氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分數(shù)x(HI)與反應時間t的關(guān)系如下表：t/min020406080120x(HI)1x(HI)0(1)根據(jù)上述實驗結(jié)果，該反應的平衡常數(shù)K的計算式為________。(2)上述反應中，正反應速率為v正＝k正x2(HI)，逆反應速率為v逆＝k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則k逆為________(以K和k正表示)。若k正＝min－1，在t＝40min時，v正＝________min－1。(3)由上述實驗數(shù)據(jù)計算得到v正～x(HI)和v逆～x(H2)的關(guān)系可用下圖表示。當升高到某一溫度時，反應重新達到平衡，相應的點分別為________(填字母)。答案(1)(2)k正/K×10－3(3)A、E解析(1)設(shè)開始加入的HI為xmol，達平衡時轉(zhuǎn)化的HI是amol，則2HI(g)H2(g)＋I2(g)開始/molx00轉(zhuǎn)化/mola平衡/molx－a(3)升高溫度，正、逆反應速率都增大，但平衡正向移動，HI的物質(zhì)的量分數(shù)減小，H2的物質(zhì)的量分數(shù)增大，分析題圖，反應重新達到平衡時，相應的點分別是A、E。9．[2023·北京高考]氫能是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，以太陽能為熱源，熱化學硫碘循環(huán)分解水是一種高效、無污染的制氫方法。其反應過程如下圖所示：(1)反應Ⅰ的化學方程式是_______________________________。(2)反應Ⅰ得到的產(chǎn)物用I2進行分離。該產(chǎn)物的溶液在過量I2的存在下會分成兩層——含低濃度I2的H2SO4層和含高濃度I2的HI層。①根據(jù)上述事實，下列說法正確的是________(選填序號)。a．兩層溶液的密度存在差異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辨別兩層溶液的方法是________________________。③經(jīng)檢測，H2SO4層中c(H＋)∶c(SOeq\o\al(2－,4))＝∶1，其比值大于2的原因是________________________________________________。(3)反應Ⅱ：2H2SO4(l)2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)ΔH＝＋550kJ·mol－1。它由兩步反應組成：ⅰ.H2SO4(l)SO3(g)＋H2O(g)ΔH＝＋177kJ·mol－1；ⅱ.SO3(g)分解。L(L1、L2)、X可分別代表壓強或溫度。如圖表示L一定時，ⅱ中SO3(g)的平衡轉(zhuǎn)化率隨X的變化關(guān)系。①X代表的物理量是________。②判斷L1、L2的大小關(guān)系，并簡述理由：___________________。答案(1)SO2＋I2＋2H2OH2SO4＋2HI(2)①ac②觀察顏色，顏色深的是HI層，顏色淺的是H2SO4層③H2SO4層中含有少量HI(3)①壓強②L1<L2，SO3(g)分解的熱化學方程式：2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋196kJ·mol－1，當壓強一定時，溫度升高，平衡轉(zhuǎn)化率增大解析(1)根據(jù)題圖找出反應Ⅰ的反應物(SO2、I2和H2O)、生成物(H2SO4和HI)，然后配平化學方程式。(2)①根據(jù)反應Ⅰ產(chǎn)物的溶液在過量的I2中分兩層，可判斷出兩層溶液的密度不同，a項正確。H2SO4溶液和HI溶液是互溶的，b項錯誤。由“含低濃度I2的H2SO4層和含高濃度I2的HI層”得出I2在HI溶液中更易溶，c項正確。②I2在HI溶液中更易溶，可觀察顏色，顏色深