2025版高考热点题型与考点专练化学二题型1化学反应原理综合题试题（Word版附答案）

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考向1 反应热计算的几种类型
【真题研磨】
典例 (1)(2024·全国甲卷节选)甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯(C3H6)的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题:
(1)已知如下热化学方程式:
CH4(g)+Br2(g)===CH3Br(g)+HBr(g) ΔH1=-29 kJ·ml-1
3CH3Br(g)===C3H6(g)+3HBr(g) ΔH2=+20 kJ·ml-1
计算反应3CH4(g)+3Br2(g)===C3H6(g)+6HBr(g)的ΔH= -67 kJ·ml-1。
(2)(2024·河北选择考节选)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂,工业上制备原理如下:SO2(g)+Cl2(g) SO2Cl2(g) ΔH=-67.59 kJ·ml-1。
若正反应的活化能为E正 kJ·ml-1,则逆反应的活化能E逆=
(E正+67.59) kJ·ml-1(用含E正的代数式表示)。
(3)(2023·新课标全国卷节选)氨是最重要的化学品之一,我国目前氨的生产能力位居世界首位。根据如图数据计算反应12N2(g)+32H2(g)===NH3(g)的
ΔH= -45 kJ·ml-1。
【审答思维】 题干划线部分关键信息解读
【失分警示】 (1)不能正确利用盖斯定律计算反应热,从而在第(1)问中错答ΔH。
(2)不能正确利用活化能与反应的关系,从而在第(2)问中答错。
(3)不能正确分析化学键变化,从而在第(3)问中错误计算ΔH。
【考场技法】
计算反应热的常用方法
1.根据反应物和生成物的能量计算
ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量
2.根据反应物和生成物的键能计算
ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和
3.根据反应的活化能计算
ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能
4.利用盖斯定律计算反应热的两种方法
(1)虚拟途径法:先根据题意虚拟转化过程,然后根据盖斯
定律列式求解,即可求得待求反应的反应热。
(2)加和法:将所给热化学方程式适当加减得到所求的热
化学方程式,反应热也作相应的加减运算。
【多维演练】
1.★★(叠加型)CO2和CH4重整可制合成气(主要成分为CO、H2)。
已知下列热化学方程式:
C(s)+2H2(g)=== CH4(g) ΔH=-74.5 kJ·ml-1
CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-40.0 kJ·ml-1
C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+132.0 kJ·ml-1
反应CO2(g)+CH4(g)===2CO(g)+2H2(g)的ΔH= +246.5 kJ·ml-1。
2.★★(键能型)据《参考消息》报道,有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”的观点。
(1)晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式为Si(s)+O2(g)===SiO2(s)
ΔH=-989.2 kJ·ml-1,有关键能数据如表所示:
则x的值为 460 。
(2)工业上高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g),若已知键能数据如下:
则该反应的ΔH= +236 kJ·ml-1。
3.★★(流程型)“碳中和”是指将人类经济社会活动所必需的碳排放,通过植树造林和其他人工技术或工程加以捕集利用或封存,从而使排放到大气中的二氧化碳净增量为零。
下列各项措施能够有效促进“碳中和”。回答下列问题:
将CO2转化为炭黑进行回收利用,反应原理如图所示。
(1)从能量角度分析FeO的作用是 降低反应活化能 。
(2)写出炭黑和氧气转化为CO2的热化学方程式:
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-(a+b) kJ·ml-1 。
4.★★★(机理型)氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理对于消除环境污染有重要意义。
NO在空气中存在如下反应:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH;该反应分两步完成,其反应机理如图所示。
(1)写出反应①的热化学方程式: 2NO(g)===N2O2(g) ΔH=(E2-E3) kJ·ml-1 。
(2)反应①和反应②中,决定2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)反应速率的是 反应② (填“反应①”或“反应②”);对该反应体系升高温度,发现总反应速率反而变慢,其原因可能是 温度升高后反应①平衡逆向移动,导致N2O2浓度减小,温度升高对反应②的影响弱于N2O2浓度减小的影响,导致反应②速率变慢,最终总反应速率变慢 (反应未使用催化剂)。
考向2 能垒图、能量图分析
【真题研磨】
典例 (1)(2023·湖北选择考节选)纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下,C40H10可以由C40H20分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。C40H20(g)C40H18(g)+H2(g)的能量变化如图:
图示历程包含 3 个基元反应,其中速率最慢的是第 3 个。
(2)(2023·全国甲卷节选)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。
电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、C+、Ni+等)与O3反应可得MO+。MO+与CH4反应能高选择性地生成甲醇。MO+分别与CH4、CD4反应,体系的能量随反应进程的变化如图所示(两者历程相似,图中以CH4示例)。
①步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是 Ⅰ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢,则MO+与CD4反应的能量变化应为图中曲线 c (填“c”或“d”)。
③MO+与CH2D2反应,氘代甲醇的产量CH2DOD <
CHD2OH(填“>”“ n(填“>”“=”或“K,平衡逆向移动;
(3)若外界条件改变后,无论平衡正向移动还是逆向移动都无法减弱外界条件的变化,则平衡不移动,如对于反应前后气体分子数不变的反应,压强改变后平衡不移动;
(4)催化剂不会影响化学平衡。
【多维演练】
1.★★(条件选择型)科技工作者结合实验与计算机模拟结果,研究了一个乙苯分子在催化剂表面脱氢制苯乙烯的反应,其历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注):
乙苯脱氢制苯乙烯反应的焓变ΔH > (填“>”“p2,x、y点转化率相同,此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响 。
(2)(2024·黑、吉、辽选择考节选)为实现氯资源循环利用,工业上采用RuO2催化氧化法处理HCl废气:2HCl(g)+12O2(g)Cl2(g)+H2O(g) ΔH1=-57.2 kJ·ml-1
ΔS K
将HCl和O2分别以不同起始流速通入反应器中,在360 ℃、400 ℃和440 ℃下反应,通过检测流出气成分绘制HCl转化率(α)曲线,如图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。
回答下列问题:
①下列措施可提高M点HCl转化率的是 BD (填标号)
A.增大HCl的流速 B.将温度升高40 ℃
C.增大n(HCl)∶n(O2)D.使用更高效的催化剂
②图中较高流速时,α(T3)小于α(T2)和α(T1),原因是 流速过快,反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应,导致转化率下降,同时,T3温度低,反应速率低,故单位时间内氯化氢的转化率低 。
③设N点的转化率为平衡转化率,则该温度下反应的平衡常数K= 6 (用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算)。
(3)(2024·湖北选择考节选)用BaCO3和焦炭为原料,经反应Ⅰ、Ⅱ得到BaC2,再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。
反应Ⅰ:BaCO3(s)+C(s) BaO(s)+2CO(g)
反应Ⅱ:BaO(s)+3C(s) BaC2(s)+CO(g)
已知Kp=(pCO)n、K=(pCO105Pa)n(n是CO的化学计量系数)。反应Ⅱ的lgK与温度的关系曲线见图1。
①反应BaCO3(s)+4C(s) BaC2(s)+3CO(g)在1 585 K的Kp= 1016 Pa3。
②保持1 320 K不变,假定恒容容器中只发生反应Ⅰ,达到平衡时pCO= 105 Pa,若将容器体积压缩到原来的12,重新建立平衡后pCO= 105 Pa。
【审答思维】 题干划线部分关键信息解读
【失分警示】 (1)不能正确分析横纵坐标的关系。
(2)不能正确分析曲线的趋势。
(3)不能正确分析曲线方程。
【考场技法】
化学平衡图像的解题步骤
【多维演练】
1.★★★(转化率—投料比—温度图像)向密闭容器中充入一定量的H2(g)和NO(g),保持总压为p0 kPa,发生反应2H2(g)+2NO(g) N2(g)+2H2O(g) ΔH4 (填“>”“ 0(填“>”或“