11化学反应的热效应（经典常考题）--广东省高三化学上学期期末专题复习（人教版2019新版）

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11化学反应的热效应（经典常考题）--广东省高三化学上学期期末专题复习（人教版2019新版）一、单选题1．（2024上·广东深圳·高三统考期末）科技是第一生产力。下列说法不正确的是A．“神舟十七号”发动机的耐高温结构材料属于分子晶体B．“天问一号”火星车的热控保温材料——纳米气凝胶属于胶体C．杭州亚运会主火炬的燃料为“零碳甲醇”，甲醇具有还原性D．“玉兔号”月球车采用的太阳能刚性电池阵可将太阳能转化为电能2．（2023上·广东深圳·高三统考期末）用活性炭对汽车尾气中的进行吸附可发生反应：。在恒容密闭容器中加入活性炭(过量)和一定量的发生上述反应，相同时间不同温度下测得的转化率与温度的关系如图所示。下列说法中正确的是  A．该反应的正活化能大于逆活化能B．的逆反应速率C．Y点时的体积分数为(不考虑活性炭的体积)D．向平衡体系中加入催化剂，的平衡转化率增大3．（2023上·广东河源·高三统考期末）我国科研人员利用催化剂将和转化为高附加值产品，其历程如图所示。下列说法错误的是A．总反应的B．反应过程中，最先断C=O键C．状态②的化学式是H、D．总反应为4．（2023上·广东河源·高三统考期末）下列有关生活和高科技产品的说法不正确的是A．砷化镓太阳能电池板是将光能变为电能B．酒精和过氧乙酸都具有强氧化性，能杀灭新冠病毒C．宇航服中隔热层使用的聚酰亚胺薄膜属于高分子化合物D．把“洁厕精”与“84消毒液”混合使用，会产生有毒气体5．（2023上·广东揭阳·高三统考期末）C-H键活化是有机反应中的“圣杯”，图中表示在Pt-Ru金属团簇上气态转化为HCHO的部分反应路径，Ⅰ代表第x个中间产物，TS代表第x个过渡态。下列说法正确的是A．该过程中整个体系放热，而且熵增B．生成最稳定产物的反应能垒为48.6 kJ·molC．在生成Ⅰ-3产物的两个过渡态中，都有C-H键的断裂D．分子脱去的两个H原子都吸附在Pt上更稳定6．（2023上·广东茂名·高三茂名市第一中学校考期末）汽车尾气处理是科学家们研究的热点。利用反应  ，能很好降低污染物的排放。一定条件下，该反应历程如图所示(TS表示过渡态、IM表示中间产物)。则该反应的是。A． B．C． D．7．（2023上·广东·高三校联考期末）是一种光催化半导体材料其结构如下左图所示。光照时，光催化材料会产生电子()和空穴 ()，能实现和的资源化转化如下如图所示。下列说法不正确的是A．该光催化材料实现了太阳能→电能→化学能B．上述两图中碳原子的杂化方式共有3种C．转化的反应为D．理论上每消耗，能产生标况下8．（2022上·广东梅州·高三校联考期末）下列装置(固定装置略去)组装正确且能达到实验目的的是A．利用图甲检查气密性 B．利用图乙进行中和反应反应热的测定C．图丙为滴定结束时的刻度，读数为12.20mL D．利用图丁验证铁的析氢腐蚀9．（2022上·广东潮州·高三统考期末）我国科研人员通过控制光沉积的方法构建Cu2O-Pt/SiC/IrOx型复合材料光催化剂，其中Fe2+和Fe3+离子渗透Nafion膜可协同CO2、H2O分别反应，构建了一个人工光合作用体系，其反应机理如图，下列说法错误的是A．该反应为2CO2+2H2O2HCOOH+O2B．该反应能量转化形式为光能→化学能C．图中a、b分别代表Fe2+、Fe3+D．转化HCOOH的路径中，CO2被氧化为HCOOH10．（2022上·广东东莞·高三统考期末）化学与科技、社会、文化、生活有着密切的联系。下列说法正确的是A．中国自主研发的首个5G微基站射频芯片，主要材料是二氧化硅B．利用潮汐发电，是将化学能转化为电能C．“落红不是无情物，化作春泥更护花”，蕴藏着自然界的碳、氮循环D．SO2可作为漂白剂、防腐剂、强氧化剂使用11．（2022上·广东汕尾·高三统考期末）近年来，我国在能源研发与能量转化领域所获得的成就领跑全球。下图是我国科学家研发的一种能量转化装置，利用该装置可实现将CO2转化为CO，并获得NaClO溶液。下列说法错误的是 A．a为太阳能电池的正极B．该装置可实现多种能量之间的转化C．电极Y的反应为Cl--2e-+H2O=ClO-+2H+D．当有22.4 LCO2参与反应时，外电路通过2NA个电子12．（2022上·广东汕尾·高三统考期末）2021年10月16日，我国神舟十三号载人飞船发射取得圆满成功。下列说法错误的是A．飞船可以用液氢作燃料，液氢属于清洁能源B．飞船在推进过程中，化学能转变为热能C．太空陨石中的20Ne的质子数为20D．大气层中的O3与空气中的O2互为同素异形体二、填空题13．（2019上·广东揭阳·高三统考期末）I．NO是第一个被发现的生命体系气体信号分子，具有舒张血管的功能。工业上可用“氨催化氧化法”生产NO，主要副产物为N2。请回答下列问题：(1)以氨气、氧气为原料，在催化剂存在下生成NO和副产物N2的热化学方程式如下：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H1①，4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H2②，N2(g)+O2(g)2NO(g) △H3③，则上述反应热效应之间的关系式为△H3 = 。(2)某化学研究性学习小组模拟工业合成NO的反应。在1110K时，向一恒容密闭容器内充入1mol NH3和2.8mol O2，加入合适催化剂（催化剂的体积大小可忽略不计），保持温度不变，只发生反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H”、“”或“＜”)。②温度时，平衡常数为 。(为以平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数)③a、b两点体系总压强与的比值为 。(3)已知表示氧化还原反应的还原/氧化半反应电极电势，电势差越大，反应的自发程度越大，如反应的。①含硫微粒各电对的电极电势与产物浓度的关系如图所示，将体系中自发程度最大的反应记为ⅰ，反应ⅰ的离子方程式为 。②写出的一项用途 。反应时间/min0510152025压强/MPa12.410.28.47.06.26.2共价键C—OH—ON—HC—N键能/(kJ/mol)351.5463393293时间(min)1234567HI体积分数26%42%52%57%60%60%60%弱电解质H2CO3NH3·H2O电离平衡常数Ka1＝4.30×10－71.77×10－5Ka2＝5.61×10－11反应25℃时的平衡常数焓变反应Ⅱ：2NO(g)N2(g)＋O2(g)K2=1.0×1030=-180.0kJ·mol-1反应Ⅲ：2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)K3=4.0×10-92=566.0kJ·mol-1化学键H-HC≡OO-HC=O键能/(kJ/mol)abcd化学键键能abc参考答案：1．A【详解】A．属于共价晶体，熔点高、硬度大，不属于分子晶体，故A错误；B．“天问一号”火星车的热控保温材料——纳米气凝胶属于胶体，故B正确；C．甲醇CH3OH,具有羟基，有还原性，故C正确；D．“玉兔号”月球车采用的太阳能刚性电池阵可将太阳能转化为电能，故D正确；故答案为：A。2．C【详解】A．ΔHc(OH-)>c(H+)，A正确；B．溶液中存在电荷守恒为c(NH4＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋c(OH－)＋2c(CO)，B错误；C．依据溶液中物料守恒得到c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)＝0.1mol·L－1，C正确；D．依据溶液中物料守恒，n（N）：n（C）＝2：1，结合溶液中离子种类和守恒关系得到：c(NH4＋)＋c(NH3·H2O)＝2c(CO)＋2c(HCO3－)＋2c(H2CO3)，D正确，答案选B。【考点定位】本题主要是考查热化学方程式、离子方程式的书写、化学平衡影响因素分析、化学平衡的计算等知识【名师点晴】本题考查的知识点较多，难度较大，侧重于培养学生的分析与应用能力。难点是化学平衡图象以及溶液中离子浓度大小比较。有关化学平衡、化学反应速率的图表题一直是高考关注的热点，在审题时，一般采用“看特点，识图象，想原理，巧整合”四步法。即第一步：看特点。即分析可逆反应化学方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应，还是吸热反应)等。第二步：识图象。即识别图象类型，横坐标和纵坐标的含义、线和点(平台、折线、拐点等)的关系。利用规律“先拐先平，数值大”判断，即曲线先出现拐点，先达到平衡，其温度、压强越大。第三步：想原理。联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。第四步：巧整合。图表与原理整合。逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡原理。关于溶液中离子浓度大小比较关键是灵活应用电荷守恒、物料守恒以及质子守恒。16．(1) —746.0kJ/mol 2.5×10121 反应I的活化能很大，反应速率很小 选用高效的催化剂提升该反应的化学反应速率 D(2)300℃、空速30000h-1(3) 0.05 50%【详解】（1）①由盖斯定律可知，反应Ⅱ—Ⅲ可得反应I，则反应的ΔH1=(—180.0kJ/mol)—(+566.0kJ/mol)=—746.0kJ/mol，平衡常数K1===2.5×10121，故答案为：—746.0kJ/mol；2.5×10121；②由平衡常数可知，反应I的反应程度大，则燃油汽车尾气仍含有较多一氧化碳和一氧化氮说明反应的活化能大，反应速率慢，所以有效提升尾气达到排放标准的措施为选用高效的催化剂提升该反应的化学反应速率，故答案为：反应I的活化能很大，反应速率很小；选用高效的催化剂提升该反应的化学反应速率；③A．c(CO)=c(CO2)不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；B．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；C．由反应速率之比等于化学计量数之比可知，v(N2)正=2v(NO)逆不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；D．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，该反应是气体体积减小的反应，反应中混合气体的平均摩尔质量增大，则容器中混合气体的平均摩尔质量不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确；故选D；（2）由图可知，相同时间内，MnCeZr催化剂作用下，300℃、空速30000h-1时一氧化氮的转化率最大，则工业脱硝的最佳反应条件为300℃、空速30000h-1，故答案为：300℃、空速30000h-1；（3）由题意可知，恒容容器中初始二氧化碳和氢气的分压为×19kPa=7kPa和×19kPa=12kPa，由题给数据可建立如下三段式：由三段式数据可知，10min达到平衡时，甲烷的反应速率为=0.05kPa/min，氢气的转化率为×100%=50%，故答案为：0.05kPa/min；50%。17．(1) 或 (2) a (3)+84(4) 0.77 0.00825 B【详解】（1）①已知Cr是24号元素，故基态Cr原子的核外电子排布式为：或，故答案为：或；②反应中中Cr的化合价由+6价降低到+3价，HCHO中C的化合价由0价升高到CO2中的+4价，根据得失电子守恒进行配平可得，该反应的离子方程式为：，故答案为：；（2）①由题干信息可知，溶液吸光度大小与溶液颜色深浅成正比，对比实验①②可知，实验①溶液呈蓝色，实验②为无色，故表现实验①中溶液吸光度的曲线为a，故答案为：a；②根据上图曲线，选定在波长596nm下，测定不同浓度溶液的吸光度A，得到之间的关系为：。，某待测溶液的吸光度A为0.182，则0.182=0.15c(甲醛)+0.002，解得c(甲醛)=1.2×10-6g/mL，该溶液中HCHO含量为=4.0×10-5，故答案为：4.0×10-5；（3）已知反应b：  ，反应c：  ，则 (c-b)可得反应a： ，根据盖斯定律可得， ==+84kJ/mol，故答案为：+84；（4）①由题干图示信息可知，600℃时，CH3OH的转化率为55%，HCHO的选择性为55%，则CO的选择性为45%，根据反应a、d可知，体系中H2的物质的量为1mol×0.55×60%+1mol×0.55×2×40%=0.77，平均反应速率=0.00825mol/(L·min)，故答案为：0.77；0.00825；②A．升高温度使催化剂活性降低，导致生成甲醛的量减少甚至不生成，A不合题意；B．由以上分析可知，反应a为吸热反应，故升高温度使反应a正向移动，B符合题意；C．温度升高反应d速率加快，则CO的选择性增大，导致CH3OH的选择性减小，C不合题意；D．由题干信息可知，反应d为吸热反应，故升高温度使反应d正向移动，导致CO的选择性增大，导致CH3OH的选择性减小，D不合题意；故答案为：B。18．(1) 直线型 (2d+a-b-2c)kJ/mol(2)AB(3) 0.4mol/L 351.5(MPa)2(4)选择水醇比为1.2，及时分离出H2(5) O2+4e-+2H2O=4OH- 6【详解】（1）CO2中C原子采用sp杂化，空间构型为直线型。焓变=反应物总键能-生成物总键能，则CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=(2d+a-b-2c) kJ/mol。（2）A．正反应吸热，体系温度降低，体系的温度保持不变，说明反应Ⅰ已经达到平衡，故A正确；B．CH3OH和H2O的投料比等于系数比，CH3OH和H2O的转化率始终保持相等，故B正确；C．加入稀有气体后容器体积不变，各物质浓度不变，平衡不移动，H2的物质的量不变，故C错误；D．正反应吸热，体系温度降低，故D错误；选AB。（3）1mol甲醇气体和1.2mol水蒸气混合充入1L恒温恒容密闭容器中，起始压强为2.2MPa下进行反应，平衡时容器中n(CH3OH)=n(CO)=0.1mol，根据碳元素守恒n(CO2)=1mol-0.1mol-0.1mol=0.8mol，根据氧元素守恒，每生成1mol CO2消耗1molH2O，此时H2O的物质的量为1.2mol-0.8mol=0.4mol，H2O的浓度为0.4mol/L，根据H元素守恒，反应生成H2的物质的量为(1-0.1)×2+(1.2-0.4) ×1=2.6mol，则平衡后的气体总物质的量为0.1+0.1+0.8+2.6+0.4=4mol，平衡时的压强为 ，则甲醇水蒸气重整的反应平衡常数Kp= 。（4）根据图像和速率公式，提高重整反应速率的合理措施除升高温度外，还可以选择水醇比为1.2，及时分离出H2。（5）根据图示，b电极通入氧气，b是正极，氧气得电子生成氢氧根离子，电极b的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。甲醇中碳元素化合价由-2升高为+4，当消耗1mol甲醇时，电离中转移6mol电子，根据电荷守恒，溶液中有6molNa+向正极区移动。19．(1) 反应II为放热量较大的反应(2) 的转化率高，的选择性相差不大 (3)0.181(4)【详解】（1）由盖斯定律可知反应的；反应II为放热量较大的反应，在化学热力学上进行的趋势很大；（2）①结合图1和图2可知，时，选用催化剂时，的转化率更高，的选择性相差不大；②立方晶胞参数为，则晶胞体积为，阿伏加德罗常数的值为，则晶胞的密度为；（3）由题给信息计算可知平衡时各物质的物质的量如下：为0.05mol，CO2(g)为0.06mol，H2(g)为1.45mol，CO(g)0.35mol，H2O(g)为,则反应的平衡常数;（4）反应I是气体分子数相等的反应，反应II是气体分子数减小的反应，温度相同时，压强越小，的平衡转化率越低，故曲线表征的压强为。20．(1) 4b-a-2c A(2) < 1.0×10-4 (3) 防腐剂【分析】反应焓变△H=E吸热-E放热；平衡状态时，各组分的物质的量浓度保持不变；向密闭容器中某组分的压强越大，浓度越大；SO2(g)+NO2(g)⇌NO(g)+SO3(g)的平衡分强常数Kp= ；氧化还原反应的电势差越大，反应的自发程度越大。【详解】（1）①已知2H2S(g)⇌2H2(g)+S2(g)，根据表格中化学键的键能可知反应焓变：△H=E吸热-E放热=4b-(a+2c)=4b-a-2c；②A.在恒温恒容密闭容器中，反应前后都为气体，总质量不变，体积不变，密度一直不变，A错误；B. 在恒温恒容密闭容器中，根据反应方程式可知，正反应压强变大，当容器中总压强不再改变时，说明各组分分压不变，即浓度保持不变，反应平衡，B正确；C. 各组分反应速率之比等于化学计量数之比，2v正(H2S)=v正(S2)，当2v正(H2S) =v逆(S2)时 ，可知v正(S2) =v逆(S2) ，说明反应平衡，C正确；D. 不再改变时，说明平衡常数K保持不变，温度也保持不变，反应不吸热也不放热，说明反应平衡，D正确；综上所述可知不能说明反应平衡的是A；故答案为：4b-a-4c；A。（2）①当lgp(SO3)=1时，从T1到T2lgp(NO2)变大，则p(NO2)变大，平衡向逆反应进行，正反应为放热反应，逆反应为吸热，则T1