2019-2020年高考化學試題分項版解析 專題09 化學反應中的能量變化（含解析）.doc

2019-2020年高考化學試題分項版解析 專題09 化學反應中的能量變化（含解析）1【xx重慶理綜化學】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) H= x kJmol1已知硫的燃燒熱H1= a kJmol1 S(s)+2K(s)=K2S(s) H2= b kJmol12K(s)+N2(g)+3O2(g)=2KNO3(s) H3= c kJmol1則x為（ ）A3a+bc Bc +3ab Ca+bc Dc+ab【答案】A2【xx北京理綜化學】最新報道：科學家首次用X射線激光技術觀察到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：下列說法中正確的是（ ）ACO和O生成CO2是吸熱反應B在該過程中，CO斷鍵形成C和OCCO和O生成了具有極性共價鍵的CO2D狀態(tài) 狀態(tài)表示CO與O2反應的過程【答案】C3【xx海南化學】己知丙烷的燃燒熱H=-2215KJmol-1，若一定量的丙烷完全燃燒后生成1.8g水，則放出的熱量約為（ ）A55 kJ B220 kJC550 kJ D1108 kJ【答案】A【解析】丙烷分子式是C3H8，燃燒熱為H=-2215KJmol-1，1mol丙烷燃燒會產生4mol水，放熱2215KJ。丙烷完全燃燒產生1.8g水，物質的量為0.1mol，消耗丙烷的物質的量為0.025mol，所以反應放出的熱量是Q=0.025mol2215kJ/mol=55.375kJ，選A?！究键c定位】本題從知識上考查燃燒熱的概念、反應熱的計算，從能力上考查學生分析問題、解決問題的能力及計算能力?！久麕燑c睛】本題以丙烷為載體考查燃燒熱的概念、反應熱的計算。準確把握燃燒熱的概念：298K、101Kpa時，1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量，叫做該物質的燃燒熱。抓住丙烷的分子式C3H8，利用原子守恒確定生成物水和熱量的關系：4molH2O(l)2215KJ，結合題給數據解決此題。4【xx江蘇化學】下列說法正確的是（ ）A分子式為C2H6O的有機化合物性質相同B相同條件下，等質量的碳按a、b兩種途徑完全轉化，途徑a比途徑b放出更多熱能途徑a：CH2O高溫 CO+H2O2燃燒CO2+H2O途徑b：CO2燃燒CO2C在氧化還原反應中，還原劑失去電子總數等于氧化劑得到電子的總數D通過化學變化可以直接將水轉變?yōu)槠汀敬鸢浮緾【解析】A、C2H6O可以是CH3CH2OH，也可以是CH3OCH3，化學性質不同，故A錯誤；B、根據蓋斯定律，反應熱只跟始態(tài)和終態(tài)有關，跟反應過程無關，始態(tài)和終態(tài)不變，反應熱不變，等質量C生成CO2，放出熱量相同，故B錯誤；C、氧化還原反應中，得失電子數目守恒，故C正確；D、違背了化學變化的元素守恒，故D錯誤。 【考點定位】考查有機物同分異構體的性質、蓋斯定律、氧化還原反應的規(guī)律、化學反應規(guī)律等知識。【名師點睛】涉及同分異構體、蓋斯定律的應用、氧化還原反應的規(guī)律、化學反應遵循規(guī)律，同分異構體化學性質可能相同，如正丁烷、異丁烷等，也可能不相等，如乙醇、乙醚等，氧化還原反應規(guī)律體現在得失電子數目守恒、歸中規(guī)律、強強聯手等知識上，而化學反應應是遵循原子個數守恒和元素守恒等，注重學生基礎的夯實。【注】本題分類于專題4、95【xx上?；瘜W】已知H2O2在催化劑作用下分解速率加快，其能量隨反應進程的變化如下圖所示。下列說法正確的是（ ）A加入催化劑，減小了反應的熱效應B加入催化劑，可提高H2O2的平衡轉化率CH2O2分解的熱化學方程式：H2O2 H2O + O2 + QD反應物的總能量高于生成物的總能量【答案】D【解析】A加入催化劑，減小了反應的活化能，使反應在較低的溫度下發(fā)生，但是反應的熱效應不變，錯誤。B加入催化劑，可提高H2O2的分解的反應速率，該反應不是可逆反應，而且催化劑不能是平衡發(fā)生移動，因此不存在平衡轉化率的提高與否，錯誤。C在書寫熱化學方程式式，也要符合質量守恒定律，而且要注明與反應的物質多少相對應的能量和物質的存在狀態(tài)，錯誤。D根據圖示可知反應物的總能量高于生成物的總能量，該反應是放熱反應，正確?！究键c定位】考查圖示法在表示催化劑對化學反應的影響的知識?！久麕燑c睛】圖像方法在化學反應原理的表示中有直觀、形象、具體的特點，在溶液的成分的確定、化學反應速率和化學平衡、沉淀的形成及溶解、化學反應過程的能量變化及反應的過程和反應的熱效應中多有應用。反應的過程就是原子重新組合的過程，在這個過程中斷裂舊鍵吸收能量，形成新的化學鍵放出熱量。反應物的能量要高于生成物的能量就是放熱反應，生成物的能量若高于反應物的能量，反應是吸熱反應?？辞宸磻?、生成物的能量的高低，掌握反應的熱效應的含義及反應原理，是本題的關鍵?！咀ⅰ勘绢}分類于專題9、116【xx江蘇化學】(14分)煙氣(主要污染物SO2、NOx)經O3預處理后用CaSO3水懸浮液吸收，可減少煙氣中SO2、NOx的含量。O3氧化煙氣中SO2、NOx的主要反應的熱化學方程式為： NO(g)O3(g)=NO2(g)O2(g) H=2009kJmol1NO(g)1/2O2(g)=NO2(g) H=582kJmol1SO2(g)O3(g)=SO3(g)O2(g) H=2416kJmol1（1）反應3NO(g)O3(g)=3NO2(g)的H=_molL1。（2）室溫下，固定進入反應器的NO、SO2的物質的量，改變加入O3的物質的量，反應一段時間后體系中n(NO)、n(NO2)和n(SO2)隨反應前n(O3)：n(NO)的變化見右圖。當n(O3)：n(NO)>1時，反應后NO2的物質的量減少，其原因是_。增加n(O3)，O3氧化SO2的反應幾乎不受影響，其可能原因是 _。（3）當用CaSO3水懸浮液吸收經O3預處理的煙氣時，清液(pH約為 8)中SO32將NO2轉化為NO2，其離子方程式為：_。（4）CaSO3水懸浮液中加入Na2SO4溶液，達到平衡后溶液中c(SO32)=_用c(SO42)、Ksp(CaSO3)和Ksp(CaSO4)表示；CaSO3水懸浮液中加入Na2SO4溶液能提高NO2的吸收速率，其主要原因是_。【答案】（1）317.3；（2）O3將NO2氧化成更高價氮氧化物；SO2與O3的反應速率慢；（3）SO322NO22OH=SO422NO2H2O；（4）Ksp(CaSO3)c(SO42)/Ksp(CaSO4)，CaSO3轉化為CaSO4使溶液中SO32的濃度增大，加快SO32與NO2的反應速率。【考點定位】考查反應熱的計算、氧化還原反應方程式的書寫、溶度積的計算等知識【名師點睛】本試題涉及了熱化學反應方程式的計算、根據圖像推斷可能出現的原因、氧化還原反應方程式的書寫、溶度積的計算等知識，也就是主要體現化學反應原理考查，讓元素及其化合物的性質做鋪墊，完成化學反應原理的考查，讓學生用基礎知識解決實際問題，知識靈活運用。【注】本題分類于專題4、9、127【xx海南化學】（8分）氨是合成硝酸、銨鹽和氮肥的基本原料，回答下列問題：（1）氨的水溶液顯弱堿性，其原因為 （用離子方程式表示），01 molL-1的氨水中加入少量的NH4Cl固體，溶液的PH （填“升高”或“降低”）；若加入少量的明礬，溶液中的NH4+的濃度 （填“增大”或“減小”）。（2）硝酸銨加熱分解可得到N2O和H2O，250時，硝酸銨在密閉容器中分解達到平衡，該分解反應的化學方程式為 ，平衡常數表達式為 ；若有1mol硝酸銨完全分解，轉移的電子數為 mol。（3）由N2O和NO反應生成N2和NO2的能量變化如圖所示，若生成1molN2， 其H= kJmol-1?！敬鸢浮浚?）NH3H2ONH4+OH- 降低 增大； （2）NH4NO3N2O+2H2O；c(N2O)c(H2O)2；4 （3）-139【解析】（1）氨水中的一水合氨部分電離產生銨根離子和氫氧根離子，使溶液顯堿性；若加入氯化銨，則銨根離子濃度增大，一水合氨的電離平衡逆向移動，氫氧根離子濃度減小， pH降低；若加入少量的明礬，鋁離子水解呈酸性，抑制銨離子水解，溶液中的NH4+的濃度增大； （2）根據題意可書寫反應的化學方程式，注意為可逆反應；根據平衡常數的定義可書寫該反應的平衡常數表達式，硝酸銨為固體，不能表示平衡常數；硝酸銨中N元素的化合價從+5價降低到-1價或從-3價升高到+1價，均轉移4個電子，所以生成1mol氮氣則轉移4mol電子； （3）根據圖像可知N2O與NO反應生成氮氣和二氧化氮的反應熱為（209-348）kJ/mol=-109kJ/mol。【考點定位】本題考查弱電解質的電離平衡的判斷，化學方程式的書寫，化學反應與能量的關系判斷?！久麕燑c睛】以氨氣、硝酸銨和氮的氧化物為載體考查弱電解質電離平衡的影響因素、化學方程式的書寫、平衡常數表達式的書寫、氧化還原反應電子轉移的數目及反應熱的計算。以元素化合物知識為載體考查基本概念和基本原理是高考命題的主旨，考查考查學生分析問題、解決問題的能力，是化學高考的常見題型。題目難度中等?！咀ⅰ勘绢}分類于專題9、11、128【xx廣東理綜化學】（16分）用O2將HCl轉化為Cl2，可提高效益，減少污染，（1）傳統(tǒng)上該轉化通過如右圖所示的催化劑循環(huán)實現，其中，反應為：2HCl(g) + CuO(s) H2O(g)+CuCl2(g) H1反應生成1molCl2(g)的反應熱為H2，則總反應的熱化學方程式為 , (反應熱用H1和H2表示)。（2）新型RuO2催化劑對上述HCl轉化為Cl2的總反應具有更好的催化活性， 實驗測得在一定壓強下，總反應的HCl平衡轉化率隨溫度變化的aHClT曲線如圖12，則總反應的H 0 ,（填“”、“”或“”）；A、B兩點的平衡常數K(A)與K(B)中較大的是 。在上述實驗中若壓縮體積使壓強增大，畫出相應aHClT曲線的示意圖，并簡要說明理由： 。下列措施中有利于提高aHCl的有 。A、增大n(HCl) B、增大n(O2) C、使用更好的催化劑 D、移去H2O（3）一定條件下測得反應過程中n(Cl2)的數據如下：t(min)02.04.06.08.0n(Cl2)/10-3mol01.83.75.47.2計算2.06.0min內以HCl的物質的量變化表示的反應速率（以molmin-1為單位，寫出計算過程）。（4）Cl2用途廣泛，寫出用Cl2制備漂白粉的化學方程式?！敬鸢浮?1) 2HCl(g) + 1/2O2(g)H2O(g)+Cl2(g) H=H1+H2(2) ；K(A)；見右圖 增大壓強，平衡右移，HCl增大，相同溫度下，HCl的平衡轉化率比之前實驗的大。 B、D(3)解：設2.06.0min時間內，HCl轉化的物質的量為n，則 2HCl(g) + 1/2O2(g) = H2O(g)+Cl2(g) 2 1 n (5.4-1.8)10-3mol解得 n=7.210-3mol，所以v(HCl)= 7.210-3mol/(6.0-2.0)min=1.810-3mol/min(4)2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O【解析】根據圖像信息，箭頭指向的是生成物可寫出反應的熱化學方程式：CuCl2(g)+1/2O2(g)CuO(s) +Cl2(g) H2，則+可得總反應；（2）根據圖12可知隨著溫度的升高，aHCl減小，說明升高溫度，平衡向逆向移動，則可知逆反應吸熱反應，所以正反應是放熱反應，故H0，同時由于升高溫度，平衡逆移，則生成物減少，溫度是B點大于A點，所以平衡常數K(A) K(B)；同時由于該總反應是氣體系數減小的反應，所以，壓縮體積使壓強增大，一定溫度下，平衡應正向移動，HCl應較題目實驗狀態(tài)下為大，所以可得曲線圖: ；A、增大n(HCl) ，平衡正向移動，但是平衡移動使HCl減少的趨勢小于增加HCl使增大的趨勢，所以HCl的轉化率減小，錯；B、增大n(O2) ，反應物的濃度增大，平衡向正向移動，HCl轉化率增大，對；C、使用更好的催化劑，不能使化學平衡發(fā)生移動，實驗HCl的轉化率不變，錯； D、移去H2O，及減小了生成物的濃度，平衡向正反應方向移動，HCl轉化率增大。對。故答案是選項B、D。（3）題目中給出的是n(Cl2)的數據，要求的是以HCl的物質的量變化表示的反應速率，所以根據方程式進行計算，注意是2.06.0min內的速率，單位是molmin-1：設2.06.0min內，HCl轉化的物質的量為n，則： 2HCl(g) + 1/2O2(g)H2O(g)+Cl2(g) 2 1 n (5.4-1.8)10-3mol解得 n=7.210-3mol，所以v(HCl)= 7.210-3mol/(6.0-2.0)min=1.810-3mol/min（4）Cl2與石灰乳發(fā)生反應制取漂白粉，反應的化學方程式為：2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。【注】本題分類與9、119【xx山東理綜化學】（19分）合金貯氫材料具有優(yōu)異的吸收氫性能，在配合氫能的開發(fā)中起到重要作用。（1）一定溫度下，某貯氫合金（M）的貯氫過程如圖所示，縱軸為平衡時氫氣的壓強（p），橫軸表示固相中氫原子與金屬原子的個數比（H/M）。在OA段，氫溶解于M中形成固溶體MHx，隨著氫氣壓強的增大，H/M逐慚增大；在AB段，MHx與氫氣發(fā)生氫化反應生成氫化物MHy，氫化反應方程式為：zMHx(s)+H2(g)=ZMHy(s) H()；在B點，氫化反應結束，進一步增大氫氣壓強，H/M幾乎不變。反應（）中z=_（用含x和y的代數式表示）。溫度為T1時，2g某合金4min內吸收氫氣240mL，吸氫速率v=_mLg-1min。反應的焓變H_0（填“>”“<”或“=”）。（2）表示單位質量貯氫合金在氫化反應階段的最大吸氫量占其總吸氫量的比例，則溫度為T1、T2時，（T1）_（T2）（填“>”“<”或“=”）。當反應（）處于圖中a點時，保持溫度不變，向恒容體系中通入少量氫氣，達到平衡后反應（）可能處于圖中的_點（填“b”“c”或“d”），該貯氫合金可通過_或_的方式釋放氫氣。（3）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=CO2(g)+4H2(g) H=+165KJmolCO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H=-41KJmol【答案】（1）2/(yx)；30；<（2）>；c；加熱 減壓（3）CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g) H=206kJmol1【解析】（1）根據元素守恒可得zx+2=zy，解得z=2/(yx)；吸氫速率v=240mL2g4min=30 mLg-1min-1；因為T1<T2，T2時氫氣的壓強大，說明升溫向生成氫氣的方向移動，逆反應為吸熱反應，所以正反應為放熱反應，則H1 < 0。（2）根據圖像可知，橫坐標相同，即氫原子與金屬原子的個數比相同時，T2時氫氣的壓強大，說明T2時吸氫量少，則（T1）>（T2）；處于圖中a點時，保持溫度不變，向恒容體系中通入少量氫氣，氫氣壓強的增大，H/M逐慚增大，根據圖像可能處于c點；根據平衡移動原理，可以通過加熱，使溫度升高或減小壓強使平衡向左移動，釋放氫氣。（3）寫出化學方程式并注明狀態(tài)：CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)，然后根據蓋斯定律可得該反應的H=H1+H2=206kJmol1，進而得出熱化學方程式?！究键c定位】本題以合金貯氫材料為背景，考查了元素守恒的應用、化學反應速率的計算、焓變的判斷、化學平衡移動及影響因素、熱化學方程式的書寫?！久麕燑c睛】本題素材選取新穎，化學反應速率與化學平衡完全圍繞圖像展開，這就要求考生具有較強的讀圖能力，能夠快速的從圖表中得到有用的數據，是解答本題的關鍵，本題第二小題為創(chuàng)新的題型，定義了一個新的陌生物理量，并且對該物理量進行分析，這就要求考生們對平時所學知識做到深入理解、活學活用，才能順利的解答，第3小題為熱化學方程式的書寫，為常規(guī)題目，只要考生注意正負號、物質的狀態(tài)以及數值的計算等，即可得到正確答案?！咀ⅰ勘绢}分類與專題9、1110【xx新課標卷理綜化學】（15分）碘及其化合物在合成殺菌劑、藥物等方面具有廣泛用途?；卮鹣铝袉栴}：（1）大量的碘富集在海藻中，用水浸取后濃縮，再向濃縮液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2，該反應的還原產物為_。（2）上述濃縮液中含有I-、Cl-等離子，取一定量的濃縮液，向其中滴加AgNO3溶液，當AgCl開始沉淀時，溶液中為：_，已知Ksp（AgCl）=1.810-10，Ksp（AgI）=8.510-17。（3）已知反應2HI(g) =H2(g) + I2(g)的H= +11kJmol1，1mol H2(g)、1mol I2(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）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的量分數x(HI)與反應時間t的關系如下表：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784 根據上述實驗結果，該反應的平衡常數K的計算式為：_。 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，則k逆為_(以K和k正表示)。若k正 = 0.0027min-1，在t=40min時，v正=_min-1 由上述實驗數據計算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的關系可用下圖表示。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）MnSO4； （2） 4.710-7； （3） 299（4）；k逆= k正/K ；1.9510-3； A、E 【解析】（1）問中根據氧化還原反應方程式來判斷還原產物是中學常規(guī)考法，遷移實驗室制氯氣的原理可得MnSO4。（2） 體系中既有氯化銀又有碘化銀時，存在沉淀轉化平衡：AgI(s) +Cl AgCl(s) +I。 分子、分母同時乘以，有：，將Ksp（AgCl）=1.810-10，Ksp（AgI）=8.510-17代入得：。（3） 鍵能一般取正值來運算，H=E（反應物鍵能總和）E（生成物鍵能總和）；設1molHI（g）分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為xkJ，代入計算：+11=2x（436+151）x =299（4） 問中的反應是比較特殊的，反應前后氣體體積相等，不同的起始態(tài)很容易達到等效的平衡狀態(tài)。大家注意表格中的兩列數據是正向和逆向的兩組數據。716K時，取第一行數據計算：2HI（g）H2（g）+I2（g）n（始）（取1mol） 1 0 0n （0.216） （0.108） （0.108）n（平） 0.784 （0.108） （0.108）化學平衡常數為本小題易錯點：計算式會被誤以為是表達式。問的要點是：平衡狀態(tài)下，v正= v逆，故有：k正x2(HI) = k逆x(H2)x(I2)變形：k正/ k逆= x(H2)x(I2)/ x2(HI)=K故有： k逆= k正/K 問看似很難，其實注意到升溫的兩個效應（加快化學反應速率、使平衡移動）即可突破：先看圖像右半區(qū)的正反應，速率加快，坐標點會上移；平衡（題中已知正反應吸熱）向右移動，坐標點會左移。綜前所述，找出A點。同理可找出E點?！究键c定位】化學平衡常數計算；化學平衡知識的綜合運用；本題屬于各類平衡知識的綜合運用，試題難度為很難等級?！久麕燑c晴】本題偏難。前三小題雖是常規(guī)考點，難度為一般等級。最后一小題賦分10分，難度偏大?？忌蝗菀走M入題設情景。（4）問小問質量作用定律那部分，關鍵是要記得平衡標志之一v正= v逆，找到k正、k逆和K的聯系就已突破。（4）問小問的圖像要能快速識別左邊曲線是逆反應速率隨x(H2)的變化，右邊曲線是正反應速率隨x(HI)的變化（仔細看了下圖，好像已標明v正、v逆，不標也可按解析的方法分析）。雖然橫坐標的坐標是共用的，但在左、右兩邊橫坐標的含義是不同的。分析平衡移動導致橫坐標變化時一定要注意這一點?！咀ⅰ勘绢}分類于專題9、11、1211【xx新課標卷理綜化學】（14分）甲醇是重要的化工原料，又可稱為燃料。利用合成氣（主要成分為CO、CO2和H2）在催化劑的作用下合成甲醇，發(fā)生的主反應如下： CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H1 CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g) H2 CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H3回答下列問題：（1）已知反應中的相關的化學鍵鍵能數據如下：化學鍵HHCOC OHOCHE/（kJ.mol-1）4363431076465413由此計算H1 kJmol-1，已知H2-58kJmol-1，則H3 kJmol-1。（2）反應的化學平衡常數K的表達式為 ；圖1中能正確反映平衡常數K隨溫度變化關系的曲線為 （填曲線標記字母），其判斷理由是 。（3）合成氣的組成n(H2)/n(CO+CO2)2.60時，體系中的CO平衡轉化率（）與溫度和壓強的關系如圖2所示。（CO）值隨溫度升高而 （填“增大”或“減小”），其原因是 。圖2中的壓強由大到小為_，其判斷理由是_。【答案】（1）99；41（2）；a；反應為放熱反應，平衡常數應隨溫度升高變??；（3）減小；升高溫度時，反應為放熱反應，平衡向向左移動，使得體系中CO的量增大；反應為吸熱反應，平衡向右移動，又產生CO的量增大；總結果，隨溫度升高，使CO的轉化率降低；P3P2P1；相同溫度下，由于反應為氣體分子數減小的反應，加壓有利于提升CO的轉化率；而反應為氣體分子數不變的反應，產生CO的量不受壓強影響，故增大壓強時，有利于CO的轉化率升高【考點定位】本題主要是考查反應熱計算、蓋斯定律應用、平衡常數以及外界條件對平衡狀態(tài)的影響等【名師點晴】本題從知識上考查了熱化學方程式、蓋斯定律，平衡圖像、外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響，考查了學生對知識理解、綜合運用能力。將熱化學方程式、蓋斯定律，平衡圖像、外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響，碳、氮及其化合物的性質等知識同低碳經濟、溫室氣體的吸收等環(huán)境問題聯系起來，充分體現了學以致用的目的，更突顯了化學是一門實用性的學科的特點?！咀ⅰ勘绢}分類與專題9、11