2020年高考化学真题模拟题专项汇编__07化学反应中的能量变化（原卷版）

2020年高考化学真题模拟题专项汇编__07化学反应中的能量变化（原卷版）

专题07 化学反应中的能量变化及机理 ‎2020年高考真题 ‎1．（2020年浙江卷）下列说法不正确的是( )‎ A．天然气是不可再生能源 B．用水煤气可合成液态碳氢化合物和含氧有机物 C．煤的液化属于物理变化 D．火棉是含氮量高的硝化纤维 ‎2．（2020年浙江卷）关于下列的判断正确的是( )‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ A． B． C． D．‎ ‎3．（2020年新课标Ⅰ）铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]－可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示。‎ 下列叙述错误的是 A．CH3COI是反应中间体 14‎ B．甲醇羰基化反应为CH3OH+CO=CH3CO2H C．反应过程中Rh的成键数目保持不变 D．存在反应CH3OH+HI=CH3I+H2O ‎4．（2020年山东省新高考）1，3-丁二烯与HBr发生加成反应分两步：第一步H+进攻1，3-丁二烯生成碳正离子()；第二步Br -进攻碳正离子完成1，2-加成或1，4-加成。反应进程中的能量变化如下图所示。已知在0℃和40℃时，1，2-加成产物与1，4-加成产物的比例分别为70:30和15:85。下列说法正确的是 A．1，4-加成产物比1，2-加成产物稳定 B．与0℃相比，40℃时1，3-丁二烯的转化率增大 C．从0℃升至40℃，1，2-加成正反应速率增大，1，4-加成正反应速率减小 D．从0℃升至40℃，1，2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度 ‎5．（2020年江苏卷）反应可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是 A．该反应 、‎ B．该反应的平衡常数 C．高温下反应每生成1 mol Si需消耗 D．用E表示键能，该反应 ‎6．（2020年天津卷）理论研究表明，在101kPa和298K下，异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是 14‎ A．HCN比HNC稳定 B．该异构化反应的 C．正反应的活化能大于逆反应的活化能 D．使用催化剂，可以改变反应的反应热 ‎7．（2020年新课标Ⅱ）据文献报道：Fe(CO)5催化某反应的一种反应机理如下图所示。下列叙述错误的是 A．OH-参与了该催化循环 B．该反应可产生清洁燃料H2‎ C．该反应可消耗温室气体CO2 D．该催化循环中Fe的成键数目发生变化 ‎8．（2020年新课标Ⅰ节选）硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=−98 kJ·mol−1。回答下列问题：‎ ‎（1）钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为：_________。‎ 14‎ ‎9．（2020年浙江卷）溶液与锌粉在量热计中充分反应。测得反应前温度为，反应后最高温度为。‎ 已知：反应前后，溶液的比热容均近似为、溶液的密度均近似为，忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。请计算：‎ ‎（1）反应放出的热量_____J。‎ ‎（2）反应的______(列式计算)。‎ ‎2020届高考模拟试题 ‎10．（辽宁省营口市第二高级中学2020届高三上学期第一次月考）下列热化学方程式中，正确的是 A．甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol-1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O(g)△H=-890.3kJ·mol-1‎ B．500℃、30MPa下，将0.5molN2（g）和1.5molH2（g）置于密闭容器中充分反应生成NH3（g）放热19.3kJ，其热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=-38.6kJ·mol-1‎ C．HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3kJ·mol-1，则H2SO4和Ca（OH）2反应的中和热△H=2×（-57.3）kJ·mol-1‎ D．在101kPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)△H=-571.6kJ·mol-1‎ ‎11．（山东省聊城市2020年普通高中学业水平等级考试模拟卷二模）某科研团队研究发现硼氢化钠(NaBH4)在催化剂Ru表面与水反应可生成H2，其反应机理如图所示：‎ 14‎ 根据以上信息判断，下列叙述错误的是 A．过程①至过程④中硼元素的化合价不变 B．X是H3BO3，H3BO3和BH3两分子中H的化合价相等 C．过程③和过程④各产生1molH2时转移的电子数不相等 D．0.25molNaBH4的还原能力与标准状况下22.4LH2的还原能力相当(还原能力即生成H+失去电子的量)‎ ‎12．（天津市南开区2020届高三年级第二次模拟）硝酸厂的烟气中含有大量的氮氧化物(NOx），将烟气与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3[Ce中文名“铈”]的混合溶液中实现无害化处理，其转化过程如图所示。下列说法正确的是 A．该转化过程的实质为NOx被H2还原 B．x=l时，过程II中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1‎ C．处理过程中，混合溶液中Ce3+和Ce4+总数减少 D．过程I发生反应的离子方程式：H2+Ce4+=2H++Ce3+‎ ‎13．（北京市密云2020届高三第二次模拟）甲烷燃烧时的能量变化如图，有关说法正确的是（ ）‎ 14‎ A．图1中反应为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) DH=+890.3kJ/mol B．图2中反应为：CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g) DH=﹣607.3kJ/mol C．由图可以推得：CO(g)+O2(g)=CO2(g) DH=﹣283kJ/mol D．由图可以推知：等物质的量的CO2和CO，CO2具有的能量高 ‎14．（上海市松江区2020届高三高考一模）如图是某反应的能量关系图，下列叙述错误的是(　　)‎ A．反应物总能量高于生成物的总能量 B．曲线b是使用了催化剂的能量变化曲线 C．反应的热化学方程式为：4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)+115.6kJ D．若反应生成2mol液态水，放出的热量低于115.6kJ ‎15．（北大附中2020届高三化学阶段性测试）一氧化碳甲烷化反应为：CO(g) + 3H2(g) = CH4(g) + H2O(g)。下图是使用某种催化剂时转化过程中的能量变化（部分物质省略）。‎ 下列说法不正确的是 14‎ A．步骤①只有非极性键断裂 B．步骤②的原子利用率为 100%‎ C．过渡态Ⅱ能量最高，因此其对应的步骤③反应速率最慢 D．该方法可以清除剧毒气体CO，从而保护环境 ‎16．（陕西省榆林市2020届高三第三次模拟）中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM－5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应，所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物，反应过程如图 下列说法正确的是 A．第i步反应为CO2＋H2＝CO＋H2O B．第i步反应的活化能低于第ii步 C．Fe3(CO)12/ZSM－5使CO2加氢合成低碳烯的△H减小 D．添加不同助剂后，反应的平衡常数各不相同 ‎17．（湖北省2020届高三下学期6月供卷理综）我国科技工作者提出的一种OER(氧气析出反应) 机理如图所示｡下列说法错误的是 A．物质M不能改变OER反应的趋势 B．每一步反应过程都是氧化还原反应 C．反应过程中只涉及极性键的断裂和形成 D．该总反应方程式为4OH--4e-2H2O+O2↑‎ ‎18．（山东省烟台市2020届高三适应性练习一）《环境科学》刊发了我国科研部门采用零价铁活化过硫酸钠(Na2S2O8，其中S为+6价)去除废水中的正五价砷[As(V)]的研究成果，其反应机制模型如图所示（SO·、·OH表示自由基）。设阿伏加德罗常数的值为NA 14‎ ‎。下列叙述错误的是（ ）‎ A．过硫酸钠中-2价氧与-1价氧的个数比为3：1‎ B．若56gFe参加反应，共有1.5NA个S2O82−被还原 C．碱性条件下硫酸根自由基发生反应的方程式为SO4-·+OH-=SO42-+·OH D．pH越小，越有利于去除废水中的正五价砷 ‎19．（湖南省衡阳市2020届高三下学期第二次联考二模）乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理及能量与反应进程的关系如图所示。下列叙述正确的是 A．①、②、③三步均属于加成反应 B．总反应速率由第①步反应决定 C．第①步反应的中间体比第②步反应的中间体稳定 D．总反应不需要加热就能发生 ‎20．（山东省威海市2020届高三年级高考模拟考二模）我国科学家实现了在铜催化剂条件下将DMF[(CH3)2NCHO]转化为三甲胺[N(CH3)3]。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示，下列说法正确的是 A．该历程中最小能垒的化学方程式为 (CH3)2NCH2OH*＝(CH3)2NCH2＋OH*‎ 14‎ B．该历程中最大能垒(活化能)为2.16eV C．该反应的热化学方程式为(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)＝N(CH3)3(g)＋H2O(g) ΔH＝－1.02ev•mol－1‎ D．增大压强或升高温度均能加快反应速率，并增大DMF平衡转化率 ‎21．（2020届四川省成都市第七中三诊模拟）炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧。活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可快速氧化 SO2。下列说法错误的是：‎ A．每活化一个氧分子放出 0.29 eV 能量 B．水可使氧分子活化反应的活化能降低 0.18 eV C．氧分子的活化是氧氧共价键的断裂与碳氧共价键的生成过程 D．无水条件下该过程的活化能为 1.04 eV ‎22．（泰安市2020届高三第五次模拟考试）工业上常利用CO2和NH3合成尿素[CO(NH2)2]，该可逆反应分两步进行，整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是（ ）‎ A．NH2COONH4为合成尿素反应的中间产物 B．反应Ⅰ逆反应的活化能＞反应Ⅱ正反应的活化能 C．反应Ⅱ在热力学上进行趋势很大 D．2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(1)+H2O(1)的焓变△H=El-E2‎ ‎23．（2020届河北省保定市高三第二次模拟）将CO2应用于生产清洁燃料甲醇，既能缓解温室效应的影响，又能为能源的制备开辟新的渠道，其合成反应为CO2(g)+3H2(g)‎ 14‎ CH3OH(g)+H2O(g)。回答下列问题：‎ ‎（1）如图为CO2平衡转化率和温度、压强的关系，其中压强分别为3.0MPa、4.0MPa和5.0MPa。据图可知，该反应为_______________反应（填“放热”或“吸热")。设CO2的初始浓度为comol•L-1，根据5.0MPa时的数据计算该反应的平衡常数K(240k)=_______________ (列出计算式即可）。若在4.0MPa时减小投料比，则CO2的平衡转化率曲线可能位于II线的_______________（填“上方”或“下方”)。‎ ‎（2）利用二氧化碳制得的甲醇还可以制取甲胺，其反应原理为CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g)△H。已知该反应中相关化学键的键能数据如下：‎ 共价键 C—O H—O N—H C—N 键能/k.J•mol-1‎ ‎351‎ ‎463‎ ‎393‎ ‎293‎ 则该反应的△H=_______________k.J•mol-1 。‎ ‎（3）已知：①CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g) △H1=-226kJ•rnol-1‎ ‎②N2(g)+2O2(g)2NO2(g)△H2=+68kJ•mol-1‎ ‎③N2(g)+O2(g)2NO(g) △H3=+183kJ•mol-1‎ 则：2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=_______________kJ•mol-1。‎ ‎（4）一定温度下，下列措施一定能加快反应CO2(g)+3H2（g)CH3OH(g)+H2O(g)的速率的是_______________（填选项字母）。‎ A．及时移去甲醇 B．改进催化剂 C．提高反应物浓度 D．增大容器压强 ‎（5）甲烷重整可选氧化物NiO- Al2O3作为催化剂，工业上常用Ni(NO3)2、Al(NO3)3混合液加入氨水调节pH=12(常温），然后将浊液高压恒温放置及煅烧等操作制备该催化剂。加入氨水调节pH=12时，c(Ni2+)为_______________。［已知：Ksp[Ni(OH)2]=5×10-16]‎ ‎24．（2020届广东省茂名市高三综合测试）CO2加氢可转化为高附加值的CO、CH4、CH3OH等C1产物。该过程可缓解CO2带来的环境压力，同时可变废为宝，带来巨大的经济效益。CO2‎ 14‎ 加氢过程，主要发生的三个竞争反应为：‎ 反应i：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.01kJ•mol-1‎ 反应ii：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H=-165.0kJ•mol-1‎ 反应iii：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41.17kJ•mol-1‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）由CO、H2合成甲醇的热化学方程式为_____。‎ ‎（2）反应iii为逆水煤气变换反应，简称RWGS。以金属催化剂为例，该反应历程的微观示意和相对能量(eV)变化图如图所示(为催化剂，为C原子，为O原子，o为H原子）‎ 历程I：‎ 历程II：‎ 历程III：‎ ‎①历程1方框内反应的方程式为CO2*+*=CO*+O*(*为催化剂活性位点）。根据图示，其反应热△H_____0(填“＞”或“<”)。‎ ‎②反应历程II方框内的方程式是_____。‎ ‎③反应历程中_____（填“历程I”、“历程II”或“历程III”）是RWGS的控速步骤。‎ 14‎ ‎（3）我国科学家研究了不同反应温度对含碳产组成的影响。在反应器中按=3：1通入H2和CO2，分别在0.1MPa和1MPa下进行反应。试验中温度对平衡组成C1(CO2、CO、CH4)中的CO和CH4的影响如图所示（该反应条件下甲醇产量极低，因此忽略“反应i”)：‎ ‎①1MPa时，表示CH4和CO平衡组成随温度变化关系的曲线分别是_____、_____。M点平衡组成含虽高于N点的原因是_____。‎ ‎②当CH4和CO平衡组成为40%时，该温度下反应iii的平衡常数Kp为_____。‎ ‎25．（江西省2020届高三下学期调研考试三）苯乙烯是制备聚苯乙烯的单体。工业上，利用乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应：‎ ‎(g)+CO2（g）（g）+CO(g)+ H2O（g） △H ‎（1）已知CO分子中化学键为C≡O。相关的化学键键能数据如下：‎ 利用上表数据估算△H为___________。‎ ‎（2）在三个体积相同的恒容密闭容器中充入CO2和乙苯蒸气发生上述反应，有关数据如下：‎ ‎①T1______T2（填“＞”“＜”或“＝”，下同），a___________2.0。‎ ‎②T1K时，容器I中平衡混合气体中苯乙烯体积分数为___________，假设容器I中起始压强为p0，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝___________。[气体分压（p分）＝气体总压（p总）×气体体积分数]‎ ‎（3）一定温度下，在某催化剂作用下发生上述反应，其反应历程如下：‎ 14‎ ‎①由原料到状态I__________（填“放出”或“吸收”）能量，判断依据是_______。‎ ‎②如果其他条件不变，再通入CO2，如图所示的四幅图像中，符合乙苯平衡转化率与p（CO2）的关系的是___________。（填选项）‎ ‎26．（保定市2020年高三第二次模拟理科综合）将CO2应用于生产清洁燃料甲醇，既能缓解温室效应的影响，又能为能源的制备开辟新的渠道，其合成反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。回答下列问题：‎ ‎（1）如图为CO2平衡转化率和温度、压强的关系，其中压强分别为3.0MPa、4.0MPa和5.0MPa。据图可知，该反应为_______________反应（填“放热”或“吸热")。设CO2的初始浓度为comol•L-1，根据5.0MPa时的数据计算该反应的平衡常数K(240k)=_______________(列出计算式即可）。若在4.0MPa时减小投料比，则CO2的平衡转化率曲线可能位于II线的_______________（填“上方”或“下方”)。‎ ‎（2）利用二氧化碳制得的甲醇还可以制取甲胺，其反应原理为CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g)△H。已知该反应中相关化学键的键能数据如下：‎ 共价键 C—O H—O N—H C—N 键能/k.J•mol-1‎ ‎351‎ ‎463‎ ‎393‎ ‎293‎ 14‎ 则该反应的△H=_______________k.J•mol-1 。‎ ‎（3）已知：①CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g) △H1=-226kJ•rnol-1‎ ‎②N2(g)+2O2(g)2NO2(g)△H2=+68kJ•mol-1‎ ‎③N2(g)+O2(g)2NO(g) △H3=+183kJ•mol-1‎ 则：2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=_______________kJ•mol-1。‎ ‎（4）一定温度下，下列措施一定能加快反应CO2(g)+3H2（g)CH3OH(g)+H2O(g)的速率的是_______________（填选项字母）。‎ A．及时移去甲醇 B．改进催化剂 C．提高反应物浓度 D．增大容器压强 ‎（5）甲烷重整可选氧化物NiO- Al2O3作为催化剂，工业上常用Ni(NO3)2、Al(NO3)3混合液加入氨水调节pH=12(常温），然后将浊液高压恒温放置及煅烧等操作制备该催化剂。加入氨水调节pH=12时，c(Ni2+)为_______________。［已知：Ksp[Ni(OH)2]=5×10-16]‎ 14‎