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5年(2021-2025)高考1年模擬化學(xué)真題分類匯編PAGEPAGE1專題06化學(xué)反應(yīng)中的能量變化及反應(yīng)機(jī)理考點(diǎn)五年考情(2021-2025)命題趨勢考點(diǎn)01化學(xué)反應(yīng)中的能量變化(5年4考)2024·江蘇卷、2023江蘇卷、2021江蘇卷本專題主要分兩個(gè)大的考查方向,一是化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,常見命題形式多以化學(xué)反應(yīng)與能量的基本概念命題,考查化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的形式和反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算。二是反應(yīng)歷程、機(jī)理圖分析,新高考強(qiáng)調(diào)素養(yǎng)為本的情境化命題,高考通過真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè),考查學(xué)生的信息獲取能力和遷移應(yīng)用能力。近幾年高考常以催化劑的催化反應(yīng)機(jī)理和能壘圖像為情境載體進(jìn)行命題。這兩類命題,由于陌生度高,思維轉(zhuǎn)化大,且命題視角在不斷地發(fā)展和創(chuàng)新,成為大多數(shù)考生高分路上的“攔路虎”??键c(diǎn)02反應(yīng)歷程、機(jī)理圖分析(5年1考)2022·江蘇卷考點(diǎn)01化學(xué)反應(yīng)中的能量變化1.(2024·江蘇·高考真題)二氧化碳加氫制甲醇的過程中的主要反應(yīng)(忽略其他副反應(yīng))為:①CO2g②COg+2225℃、8×106Pa下,將一定比例CO2、H2混合氣勻速通過裝有催化劑的絕熱反應(yīng)管。裝置及L1、L2、L3…位點(diǎn)處(相鄰位點(diǎn)距離相同)A.L4處與L5處反應(yīng)①的平衡常數(shù)K相等B.反應(yīng)②的焓變ΔC.L9處的H2O的體積分?jǐn)?shù)大于LD.混合氣從起始到通過L1處,CO的生成速率小于CH3【答案】C【詳析】A.L4處與L5處的溫度不同,故反應(yīng)①的平衡常數(shù)K不相等,A錯(cuò)誤;B.由圖像可知,L1-L3溫度在升高,該裝置為絕熱裝置,反應(yīng)①為吸熱反應(yīng),所以反應(yīng)②為放熱反應(yīng),ΔH2<0,B錯(cuò)誤;C.從L5到L9,甲醇的體積分?jǐn)?shù)逐漸增加,說明反應(yīng)②在向右進(jìn)行,反應(yīng)②消耗CO,而CO體積分?jǐn)?shù)沒有明顯變化,說明反應(yīng)①也在向右進(jìn)行,反應(yīng)①為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),其向右進(jìn)行時(shí),n(H2O)
增大,反應(yīng)②為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),且沒有H2O的消耗與生成,故n總減小而n(H?O)增加,即H2O的體積分?jǐn)?shù)會(huì)增大,故L9處的H2O的體積分?jǐn)?shù)大于L5處,C正確;D.L1處CO的體積分?jǐn)?shù)大于CH3OH,說明生成的CO的物質(zhì)的量大于CH3OH,兩者反應(yīng)時(shí)間相同,說明CO的生成速率大于CH3OH的生成速率,D錯(cuò)誤;故選C。2、(2023·江蘇·高考真題)二氧化碳加氫制甲烷過程中的主要反應(yīng)為CO2gCO2g在密閉容器中,1.01×105Pa、n起始CO2:n起始
A.反應(yīng)2COgB.CH4C.用該催化劑催化二氧化碳反應(yīng)的最佳溫度范圍約為480~530℃D.450℃時(shí),提高n起始H2n起始【答案】D【詳析】A.由蓋斯定律可知反應(yīng)2COg+2H2B.CO2g+4H2g=C.由圖可知溫度范圍約為350~400℃時(shí)二氧化碳實(shí)際轉(zhuǎn)化率最高,為最佳溫度范圍,C錯(cuò)誤;D.450℃時(shí),提高n起始H2n起始CO2的值可提高二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率,增大壓強(qiáng)反應(yīng)I平衡正向移動(dòng),可提高二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率,均能使故選D?!尽狐c(diǎn)石成金』】3.(2021·江蘇·高考真題)NH3與O2作用分別生成N2、NO、N2O的反應(yīng)均為放熱反應(yīng)。工業(yè)尾氣中的NH3可通過催化氧化為N2除去。將一定比例NH3、(N2的選擇性2A.其他條件不變,升高溫度,NH3B.其他條件不變,在175~300℃范圍,隨著溫度的升高,出口處氮?dú)狻⒌趸锏牧烤粩嘣龃驝.催化氧化除去尾氣中的NH3應(yīng)選擇反應(yīng)溫度高于:250D.高效除去尾氣中的NH3,需研發(fā)低溫下NH3轉(zhuǎn)化率高和【答案】D【詳析】A.NH3與O2作用分別生成N2、NO、N2OB.其他條件不變,在225~300℃范圍,氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率增大不明顯,但氮?dú)獾倪x擇性明顯降低,所以隨著溫度的升高,出口處氮?dú)獾牧拷档?,故B錯(cuò)誤;C.溫度高于250℃,氮?dú)獾倪x擇性明顯降低,溫度低于225℃,氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率明顯降低,所以催化氧化除去尾氣中的NH3應(yīng)選擇反應(yīng)溫度為225~250℃,故CD.根據(jù)圖示,高效除去尾氣中的NH3,需研發(fā)低溫下NH3轉(zhuǎn)化率高和N2選D??键c(diǎn)02反應(yīng)歷程、機(jī)理圖分析4.(2023·江蘇·高考真題)金屬硫化物(MxSy)催化反應(yīng)CH4gA.該反應(yīng)的ΔS<0B.該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=C.題圖所示的反應(yīng)機(jī)理中,步驟Ⅰ可理解為H2S中帶部分負(fù)電荷的S與催化劑中的D.該反應(yīng)中每消耗1molH2【答案】C【詳析】A.左側(cè)反應(yīng)物氣體計(jì)量數(shù)之和為3,右側(cè)生成物氣體計(jì)量數(shù)之和為5,ΔS>0,A錯(cuò)誤;B.由方程形式知,K=cCS2?C.由題圖知,經(jīng)過步驟Ⅰ后,H2S中帶部分負(fù)電荷的S與催化劑中的M之間形成了作用力,D.由方程式知,消耗1molH2S同時(shí)生成2molH2,轉(zhuǎn)移4mole-,數(shù)目為故選C?!尽狐c(diǎn)石成金』】1.(2025·江蘇·二模)ⅤA族元素單質(zhì)及其化合物應(yīng)用廣泛。氨是重要的化工原料,肼(N2H4)是高能燃料,其標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為624kJ/mol。常溫下,可用氨水與NaClO溶液制備N2H4。由Ca3(PO4)2、SiO2和碳粉在電弧爐中高溫灼燒可生成白磷(P4)和CO。砷烷(AsH3,砷元素的化合價(jià)為-3價(jià),熔點(diǎn)為-116.3℃),可由Na3AsO3在堿性溶液中電解制得。下列化學(xué)反應(yīng)方程式不正確的是A.電解Na3AsO3堿性溶液制砷烷的陰極反應(yīng):AsOB.氨水與NaClO溶液制N2H4的反應(yīng):2C.肼的燃燒:N2HD.由Ca3(PO4)2制白磷的反應(yīng):2【答案】C【詳析】A.電解池陰極發(fā)生還原反應(yīng),電解Na3AsO3堿性溶液制砷烷時(shí)As從+3價(jià)降至-3價(jià),發(fā)生還原反應(yīng),陰極反應(yīng)式為AsO33-+6B.NH3被ClO-氧化為N2H4,ClO?被還原為Cl?,氨水與NaClO溶液制N2H4的反應(yīng)離子方程式為:2NH3?C.肼的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為624kJ/mol,燃燒為放熱反應(yīng),ΔH應(yīng)為負(fù)值,肼的燃燒:N2H41+D.由題意可知Ca3(PO4)2、SiO2和碳粉在電弧爐中高溫灼燒可生成白磷(P4)和CO,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Ca3PO答案選C。2.(2025·江蘇·二模)816O、817O、818O是氧元素的3種核素,其中818O常用作示蹤原子;O2在放電的條件下得到O3,1?molOg得到電子生成1?molO2-g吸收752?KJ的熱量;鉀的含氧化合物KA.Og得到電子生成O2-g:B.K2OC.S在潮濕的空氣中氧化為H2SOD.乙酸乙酯的制備:CH【答案】B【詳析】A.1molO(g)得到電子生成1molO2-(g)吸收752kJ熱量,ΔH應(yīng)為+752kJ?molB.K2O2與水反應(yīng)生成KOH和O2,離子方程式C.S在潮濕空氣中被氧氣氧化為H2SO4,正確反應(yīng)為S+OD.乙酸乙酯制備中,酸脫羥基醇脫氫,18O應(yīng)在乙酸乙酯中,正確反應(yīng)為CH3COOH故答案是B。3.(2025·江蘇連云港·一模)使用CH3COOCH3與H2反應(yīng)制C2H5OH過程中的主要反應(yīng)為反應(yīng)I:CH3COOCH3(g)+2H2(g)=C2H5OH(g)+CH3OH(g)
ΔH1=1004kJ·mol-1反應(yīng)II:CH3COOCH3(g)+H2(g)=CH3CHO(g)+CH3OH(g)
ΔH2=1044kJ·mol-1反應(yīng)III:CH3COOCH3(g)+C2H5OH(g)=CH3COOCH2CH3(g)+CH3OH(g)
ΔH3=1160kJ·mol-1在催化劑作用下,在1.0×105Pa、n起始(CH3COOCH3)∶n起始(H2)=1∶2時(shí),若僅考慮上述反應(yīng),反應(yīng)相同時(shí)間,CH3COOCH3轉(zhuǎn)化率、C2H5OH和CH3COOCH2CH3的選擇性隨溫度的變化如圖所示。[C2H5OH的選擇性=n轉(zhuǎn)化為CA.反應(yīng)CH3CHO(g)+H2(g)=C2H5OH(g)的焓變ΔH=40kJ·mol-1B.185℃時(shí),若起始n(CH3COOCH3)為1mol,則反應(yīng)后體系中C2H5OH為0.04molC.溫度在165℃~205℃之間,反應(yīng)后的體系中存在CH3CHOD.溫度在225℃~235℃之間,C2H5OH的選擇性保持不變,說明反應(yīng)I達(dá)到了平衡【答案】B【詳析】A.根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)I減去反應(yīng)II得:CH3CHO(g)+H2(g)=C2H5OH(g)的焓變ΔH=ΔH1-ΔH2=1004kJ·mol-1-1044kJ·mol-1=-40kJ·mol-1,A錯(cuò)誤;B.185℃時(shí),若起始n(CH3COOCH3)為1mol,則CH3COOCH3反應(yīng)了1mol×20%=0.2mol,n轉(zhuǎn)化為C2H5OH的CH3COOCH3=nC.溫度在165℃~205℃之間,C2H5OH和CH3COOCH2CH3的選擇性之和為100%,則反應(yīng)后的體系中不存在CH3CHO,C錯(cuò)誤;D.溫度在225℃~235℃之間,C2H5OH的選擇性保持不變,但是CH3COOCH3轉(zhuǎn)化率增大,根據(jù)C2H5OH的選擇性=n轉(zhuǎn)化為C2H5OH的CH3故選B。4.(2025·江蘇鹽城·模擬預(yù)測)1molCO2及4molH2以反應(yīng)Ⅰ:CO2(反應(yīng)Ⅱ:CO2(下列說法不正確的是A.CH4(B.250~300°C,COC.200~400°C,HD.500°C時(shí)增大壓強(qiáng),CH【答案】C【詳析】A.CH4(g)+H2O(g)=B.250~300°C,CO2的實(shí)際轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而迅速上升,可能是催化劑的活性增強(qiáng),加快了反應(yīng)速率,C.反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ中消耗的CO2與H2物質(zhì)的量之比分別為1∶4、1∶1,200~350℃,CO2的實(shí)際轉(zhuǎn)化率明顯增大、CH4的選擇性減小不明顯,H2物質(zhì)的量減少,350~400℃,CO2的實(shí)際轉(zhuǎn)化率變化不明顯,但CH4的選擇性明顯減小、CO的選擇性明顯增大,H2物質(zhì)的量增大,C錯(cuò)誤;D.反應(yīng)Ⅰ是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),反應(yīng)Ⅱ反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,500°C時(shí)反應(yīng)處于平衡狀態(tài),增大壓強(qiáng),反應(yīng)Ⅰ平衡正向移動(dòng)、同時(shí)引起反應(yīng)Ⅱ逆向移動(dòng),則CH4的選擇性增大,故選C。5.(2025·江蘇蘇州·三模)一種捕獲并資源化利用CO2的方法是將CO2催化加氫合成CH3OCH3,其過程中主要發(fā)生如下反應(yīng):I.2CO2Ⅱ.CO2(向恒壓密閉容器中充入1mol?CO2和3mol?H2,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3A.A點(diǎn)時(shí),容器中n(CHB.反應(yīng)2CO(C.CO2平衡轉(zhuǎn)化率由A到B點(diǎn),可采取的措施為加壓或減小D.使用對反應(yīng)I催化活性更高的催化劑可提高CH3【答案】A【詳析】A.反應(yīng)狀態(tài)達(dá)A點(diǎn)時(shí),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時(shí)CH3OCH3的選擇性均為25%,根據(jù)CH3OCH3的選擇性=2n(CH3OCH3)n(反應(yīng)的CO2B.由題干信息可知反應(yīng)Ⅰ.2CO2(g)+6H2(g)═CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH1=-122.5kJ?mol-1,反應(yīng)Ⅱ.CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ?mol-1,由2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)=I-2×Ⅱ可得,ΔH=(-122.5-2×41.2)kJ?mol-1=-204.9kJ?mol-1,B正確;C.由反應(yīng)方程式可知,增大壓強(qiáng)反應(yīng)2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(gD.使用對反應(yīng)I催化活性更高的催化劑即可加快反應(yīng)I的速率,從而提高CH3OCH3故答案為:A。6.(2025·江蘇南京·二模)CH4-H2O(g)重整制氫過程中的主要反應(yīng)(忽略其他副反應(yīng))為:①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
ΔH1=+206kJ·mol-1②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)
ΔH2=-41kJ·mol-1一定溫度、壓強(qiáng)下,將n(CH4):n(H2O)=1:3的混合氣勻速通過裝有催化劑的透氫膜反應(yīng)管,透氫膜用于分離H2且透過H2的速率隨溫度升高而增大。裝置及CH4轉(zhuǎn)化率、出口氣中CO、CO2和H2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨溫度變化如圖所示。下列說法不正確的是A.反應(yīng)CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)的ΔH=+165kJ·mol-1B.適量添加CaO可提高H2的平衡產(chǎn)率C.800K時(shí),產(chǎn)氫速率大于透氫速率D.該裝置理想工作溫度約為900K【答案】D【詳析】A.根據(jù)蓋斯定律,由①+②可得目標(biāo)反應(yīng)方程式,則ΔH=ΔH1+ΔH2=+206kJ·mol-1+(-41kJ·mol-1)=+165kJ·mol-1,A項(xiàng)正確;B.若在體系中加入CaO,CaO會(huì)與生成的CO2反應(yīng)生成CaCO3,從而降低反應(yīng)體系中CO2濃度(分壓),使平衡正向移動(dòng),提高H2的平衡產(chǎn)率,B項(xiàng)正確;C.由圖中可知,800K左右時(shí)甲烷轉(zhuǎn)化率約為40%,氫氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為20%,隨溫度升高,氫氣在出口氣中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大,到900K時(shí)達(dá)最大值,之后甲烷轉(zhuǎn)化率增大,而氫氣在出口氣中質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小,說明800K時(shí)產(chǎn)氫速率大于透氫速率,C項(xiàng)正確;D.由圖示可見,在約900K時(shí)甲烷轉(zhuǎn)化率和氫氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)均達(dá)到較高水平,此時(shí)氫氣和二氧化碳在出口氣中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相近,透氫率較低,故900K不是該裝置理想工作溫度,D項(xiàng)錯(cuò)誤;答案選D?!尽狐c(diǎn)石成金』】在常溫下,氧化鈣(CaO)和二氧化碳(CO2)不會(huì)直接反應(yīng)。只有在高溫(500攝氏度以上)下,它們才會(huì)發(fā)生直接反應(yīng),生成碳酸鈣(CaCO3)。7.(2025·江蘇·一模)CO2加氫制CH①CO2g②CO2g將一定比例和流速的CO2、H2通過裝有催化劑的容器反應(yīng)相同時(shí)間,測得5Mpa時(shí)反應(yīng)溫度變化、250A.反應(yīng)COg+2B.曲線X表示5MPa時(shí)反應(yīng)溫度變化對甲醇產(chǎn)量的影響C.增大體系壓強(qiáng),產(chǎn)物中H2D.增大碳?xì)浔萵CO2n【答案】C【詳析】A.根據(jù)蓋斯定律,①-②可得COg+2H2gB.反應(yīng)①是放熱反應(yīng),反應(yīng)②是吸熱反應(yīng),溫度較低時(shí),在反應(yīng)①為主,甲醇的產(chǎn)量較高,溫度升高,反應(yīng)①逆向移動(dòng),甲醇的產(chǎn)量降低,故曲線Y為溫度變化對甲醇產(chǎn)量的影響,B錯(cuò)誤;C.增大體系壓強(qiáng),反應(yīng)①正向移動(dòng),產(chǎn)物中H2O的量增大,CO2的量減少,使反應(yīng)②逆向移動(dòng),但不能抵消反應(yīng)①中H2OD.增大碳?xì)浔萵CO2nH2,相當(dāng)于增加CO2故選C。8.(2025·江蘇·一模)H2S、CH4I.2H2II.2H2常壓下,將n(H2S):n(N2)=4:46的混合氣甲,n(CH4A.溫度升高,反應(yīng)I的平衡常數(shù)K減小B.反應(yīng)CH4gC.900℃時(shí),保持通入的H2S體積分?jǐn)?shù)不變,增大n(CH4D.在1000~1300℃范圍,隨著溫度的升高,混合氣乙的體系中CS2【答案】D【詳析】A.反應(yīng)I為吸熱反應(yīng),溫度升高,平衡正向移動(dòng),平衡常數(shù)K增大,A錯(cuò)誤;B.反應(yīng)II-反應(yīng)I得CH4g+S2C.n(H2S):n(N2)=4:46的混合氣甲,n(CH4):n(H2S):n(N2)=1:4:45的混合氣乙,甲乙中硫化氫的體積分?jǐn)?shù)相同,均為D.溫度高于1000℃時(shí),隨著溫度升高,乙中硫化氫的轉(zhuǎn)化率增大較甲中更快,乙中加了甲烷,說明反應(yīng)II影響較大,即在溫度1000~1300℃范圍,隨著溫度的升高,混合氣乙的體系中CS2的選擇性增大,D故選D。9.(2024·江蘇南通·二模)逆水煤氣變換反應(yīng)是一種CO2反應(yīng)Ⅰ:H2g+CO反應(yīng)Ⅱ:4H2g+CO2反應(yīng)Ⅲ:3H2常壓下,向密閉容器中投入1molCO2和2molH2,達(dá)平衡時(shí)A.ΔH3=+206.1kJB.649℃時(shí),反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K>1C.其他條件不變,在250℃~900℃范圍內(nèi),隨著溫度的升高,平衡時(shí)nHD.800℃時(shí),適當(dāng)增大體系壓強(qiáng),nCO【答案】D【詳析】A.根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)Ⅲ=反應(yīng)Ⅱ-反應(yīng)Ⅰ,則ΔH3=B.溫度升高,反應(yīng)Ⅰ正向移動(dòng),反應(yīng)Ⅱ和Ⅲ逆向移動(dòng),可知c線為CO,a為CO2,b為CH4,649℃時(shí),反應(yīng)平衡時(shí)nH2=1.2mol,轉(zhuǎn)換為氫氣為0.8mol,生成的H2O小于0.8mol,nCOC.由圖像可知,250℃~649℃范圍內(nèi),隨著溫度的升高,平衡時(shí)nH2增大,平衡逆向移動(dòng),則平衡時(shí)nH2O不斷減??;649℃~900℃范圍內(nèi),隨著溫度的升高,平衡時(shí)nD.高溫時(shí)反應(yīng)I進(jìn)行程度很大,反應(yīng)II、III程度很小,CH4含量很少,平衡不受壓強(qiáng)影響,適當(dāng)增大體系壓強(qiáng),nCO保持不變,D答案選D。10.(2025·江蘇南通·一模)反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)一定條件下能自發(fā)進(jìn)行,可用于處理汽車尾氣。下列說法正確的是A.反應(yīng)的溫度越高,平衡常數(shù)K的數(shù)值越小B.正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能C.該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=cD.反應(yīng)中每消耗11.2LNO,轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為6.02×1023【答案】A【詳析】A.反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)是氣體體積減小的反應(yīng),ΔS<0,一定條件下能自發(fā)進(jìn)行,說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)的溫度越高,平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)K的數(shù)值越小,AB.由A可知,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能,B錯(cuò)誤;C.該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=c(N2)?D.未說明11.2LNO所處的溫度和壓強(qiáng),無法計(jì)算物質(zhì)的量,D錯(cuò)誤;故選A。專題06化學(xué)反應(yīng)中的能量變化及反應(yīng)機(jī)理考點(diǎn)五年考情(2021-2025)命題趨勢考點(diǎn)01化學(xué)反應(yīng)中的能量變化(5年4考)2024·江蘇卷、2023江蘇卷、2021江蘇卷本專題主要分兩個(gè)大的考查方向,一是化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,常見命題形式多以化學(xué)反應(yīng)與能量的基本概念命題,考查化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的形式和反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算。二是反應(yīng)歷程、機(jī)理圖分析,新高考強(qiáng)調(diào)素養(yǎng)為本的情境化命題,高考通過真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè),考查學(xué)生的信息獲取能力和遷移應(yīng)用能力。近幾年高考常以催化劑的催化反應(yīng)機(jī)理和能壘圖像為情境載體進(jìn)行命題。這兩類命題,由于陌生度高,思維轉(zhuǎn)化大,且命題視角在不斷地發(fā)展和創(chuàng)新,成為大多數(shù)考生高分路上的“攔路虎”??键c(diǎn)02反應(yīng)歷程、機(jī)理圖分析(5年1考)2022·江蘇卷考點(diǎn)01化學(xué)反應(yīng)中的能量變化1.(2024·江蘇·高考真題)二氧化碳加氫制甲醇的過程中的主要反應(yīng)(忽略其他副反應(yīng))為:①CO2g②COg+2225℃、8×106Pa下,將一定比例CO2、H2混合氣勻速通過裝有催化劑的絕熱反應(yīng)管。裝置及L1、L2、L3…位點(diǎn)處(相鄰位點(diǎn)距離相同)A.L4處與L5處反應(yīng)①的平衡常數(shù)K相等B.反應(yīng)②的焓變ΔC.L9處的H2O的體積分?jǐn)?shù)大于LD.混合氣從起始到通過L1處,CO的生成速率小于CH3【答案】C【詳析】A.L4處與L5處的溫度不同,故反應(yīng)①的平衡常數(shù)K不相等,A錯(cuò)誤;B.由圖像可知,L1-L3溫度在升高,該裝置為絕熱裝置,反應(yīng)①為吸熱反應(yīng),所以反應(yīng)②為放熱反應(yīng),ΔH2<0,B錯(cuò)誤;C.從L5到L9,甲醇的體積分?jǐn)?shù)逐漸增加,說明反應(yīng)②在向右進(jìn)行,反應(yīng)②消耗CO,而CO體積分?jǐn)?shù)沒有明顯變化,說明反應(yīng)①也在向右進(jìn)行,反應(yīng)①為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),其向右進(jìn)行時(shí),n(H2O)
增大,反應(yīng)②為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),且沒有H2O的消耗與生成,故n總減小而n(H?O)增加,即H2O的體積分?jǐn)?shù)會(huì)增大,故L9處的H2O的體積分?jǐn)?shù)大于L5處,C正確;D.L1處CO的體積分?jǐn)?shù)大于CH3OH,說明生成的CO的物質(zhì)的量大于CH3OH,兩者反應(yīng)時(shí)間相同,說明CO的生成速率大于CH3OH的生成速率,D錯(cuò)誤;故選C。2、(2023·江蘇·高考真題)二氧化碳加氫制甲烷過程中的主要反應(yīng)為CO2gCO2g在密閉容器中,1.01×105Pa、n起始CO2:n起始
A.反應(yīng)2COgB.CH4C.用該催化劑催化二氧化碳反應(yīng)的最佳溫度范圍約為480~530℃D.450℃時(shí),提高n起始H2n起始【答案】D【詳析】A.由蓋斯定律可知反應(yīng)2COg+2H2B.CO2g+4H2g=C.由圖可知溫度范圍約為350~400℃時(shí)二氧化碳實(shí)際轉(zhuǎn)化率最高,為最佳溫度范圍,C錯(cuò)誤;D.450℃時(shí),提高n起始H2n起始CO2的值可提高二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率,增大壓強(qiáng)反應(yīng)I平衡正向移動(dòng),可提高二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率,均能使故選D?!尽狐c(diǎn)石成金』】3.(2021·江蘇·高考真題)NH3與O2作用分別生成N2、NO、N2O的反應(yīng)均為放熱反應(yīng)。工業(yè)尾氣中的NH3可通過催化氧化為N2除去。將一定比例NH3、(N2的選擇性2A.其他條件不變,升高溫度,NH3B.其他條件不變,在175~300℃范圍,隨著溫度的升高,出口處氮?dú)?、氮氧化物的量均不斷增大C.催化氧化除去尾氣中的NH3應(yīng)選擇反應(yīng)溫度高于:250D.高效除去尾氣中的NH3,需研發(fā)低溫下NH3轉(zhuǎn)化率高和【答案】D【詳析】A.NH3與O2作用分別生成N2、NO、N2OB.其他條件不變,在225~300℃范圍,氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率增大不明顯,但氮?dú)獾倪x擇性明顯降低,所以隨著溫度的升高,出口處氮?dú)獾牧拷档停蔅錯(cuò)誤;C.溫度高于250℃,氮?dú)獾倪x擇性明顯降低,溫度低于225℃,氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率明顯降低,所以催化氧化除去尾氣中的NH3應(yīng)選擇反應(yīng)溫度為225~250℃,故CD.根據(jù)圖示,高效除去尾氣中的NH3,需研發(fā)低溫下NH3轉(zhuǎn)化率高和N2選D??键c(diǎn)02反應(yīng)歷程、機(jī)理圖分析4.(2023·江蘇·高考真題)金屬硫化物(MxSy)催化反應(yīng)CH4gA.該反應(yīng)的ΔS<0B.該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=C.題圖所示的反應(yīng)機(jī)理中,步驟Ⅰ可理解為H2S中帶部分負(fù)電荷的S與催化劑中的D.該反應(yīng)中每消耗1molH2【答案】C【詳析】A.左側(cè)反應(yīng)物氣體計(jì)量數(shù)之和為3,右側(cè)生成物氣體計(jì)量數(shù)之和為5,ΔS>0,A錯(cuò)誤;B.由方程形式知,K=cCS2?C.由題圖知,經(jīng)過步驟Ⅰ后,H2S中帶部分負(fù)電荷的S與催化劑中的M之間形成了作用力,D.由方程式知,消耗1molH2S同時(shí)生成2molH2,轉(zhuǎn)移4mole-,數(shù)目為故選C?!尽狐c(diǎn)石成金』】1.(2025·江蘇·二模)ⅤA族元素單質(zhì)及其化合物應(yīng)用廣泛。氨是重要的化工原料,肼(N2H4)是高能燃料,其標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為624kJ/mol。常溫下,可用氨水與NaClO溶液制備N2H4。由Ca3(PO4)2、SiO2和碳粉在電弧爐中高溫灼燒可生成白磷(P4)和CO。砷烷(AsH3,砷元素的化合價(jià)為-3價(jià),熔點(diǎn)為-116.3℃),可由Na3AsO3在堿性溶液中電解制得。下列化學(xué)反應(yīng)方程式不正確的是A.電解Na3AsO3堿性溶液制砷烷的陰極反應(yīng):AsOB.氨水與NaClO溶液制N2H4的反應(yīng):2C.肼的燃燒:N2HD.由Ca3(PO4)2制白磷的反應(yīng):2【答案】C【詳析】A.電解池陰極發(fā)生還原反應(yīng),電解Na3AsO3堿性溶液制砷烷時(shí)As從+3價(jià)降至-3價(jià),發(fā)生還原反應(yīng),陰極反應(yīng)式為AsO33-+6B.NH3被ClO-氧化為N2H4,ClO?被還原為Cl?,氨水與NaClO溶液制N2H4的反應(yīng)離子方程式為:2NH3?C.肼的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為624kJ/mol,燃燒為放熱反應(yīng),ΔH應(yīng)為負(fù)值,肼的燃燒:N2H41+D.由題意可知Ca3(PO4)2、SiO2和碳粉在電弧爐中高溫灼燒可生成白磷(P4)和CO,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Ca3PO答案選C。2.(2025·江蘇·二模)816O、817O、818O是氧元素的3種核素,其中818O常用作示蹤原子;O2在放電的條件下得到O3,1?molOg得到電子生成1?molO2-g吸收752?KJ的熱量;鉀的含氧化合物KA.Og得到電子生成O2-g:B.K2OC.S在潮濕的空氣中氧化為H2SOD.乙酸乙酯的制備:CH【答案】B【詳析】A.1molO(g)得到電子生成1molO2-(g)吸收752kJ熱量,ΔH應(yīng)為+752kJ?molB.K2O2與水反應(yīng)生成KOH和O2,離子方程式C.S在潮濕空氣中被氧氣氧化為H2SO4,正確反應(yīng)為S+OD.乙酸乙酯制備中,酸脫羥基醇脫氫,18O應(yīng)在乙酸乙酯中,正確反應(yīng)為CH3COOH故答案是B。3.(2025·江蘇連云港·一模)使用CH3COOCH3與H2反應(yīng)制C2H5OH過程中的主要反應(yīng)為反應(yīng)I:CH3COOCH3(g)+2H2(g)=C2H5OH(g)+CH3OH(g)
ΔH1=1004kJ·mol-1反應(yīng)II:CH3COOCH3(g)+H2(g)=CH3CHO(g)+CH3OH(g)
ΔH2=1044kJ·mol-1反應(yīng)III:CH3COOCH3(g)+C2H5OH(g)=CH3COOCH2CH3(g)+CH3OH(g)
ΔH3=1160kJ·mol-1在催化劑作用下,在1.0×105Pa、n起始(CH3COOCH3)∶n起始(H2)=1∶2時(shí),若僅考慮上述反應(yīng),反應(yīng)相同時(shí)間,CH3COOCH3轉(zhuǎn)化率、C2H5OH和CH3COOCH2CH3的選擇性隨溫度的變化如圖所示。[C2H5OH的選擇性=n轉(zhuǎn)化為CA.反應(yīng)CH3CHO(g)+H2(g)=C2H5OH(g)的焓變ΔH=40kJ·mol-1B.185℃時(shí),若起始n(CH3COOCH3)為1mol,則反應(yīng)后體系中C2H5OH為0.04molC.溫度在165℃~205℃之間,反應(yīng)后的體系中存在CH3CHOD.溫度在225℃~235℃之間,C2H5OH的選擇性保持不變,說明反應(yīng)I達(dá)到了平衡【答案】B【詳析】A.根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)I減去反應(yīng)II得:CH3CHO(g)+H2(g)=C2H5OH(g)的焓變ΔH=ΔH1-ΔH2=1004kJ·mol-1-1044kJ·mol-1=-40kJ·mol-1,A錯(cuò)誤;B.185℃時(shí),若起始n(CH3COOCH3)為1mol,則CH3COOCH3反應(yīng)了1mol×20%=0.2mol,n轉(zhuǎn)化為C2H5OH的CH3COOCH3=nC.溫度在165℃~205℃之間,C2H5OH和CH3COOCH2CH3的選擇性之和為100%,則反應(yīng)后的體系中不存在CH3CHO,C錯(cuò)誤;D.溫度在225℃~235℃之間,C2H5OH的選擇性保持不變,但是CH3COOCH3轉(zhuǎn)化率增大,根據(jù)C2H5OH的選擇性=n轉(zhuǎn)化為C2H5OH的CH3故選B。4.(2025·江蘇鹽城·模擬預(yù)測)1molCO2及4molH2以反應(yīng)Ⅰ:CO2(反應(yīng)Ⅱ:CO2(下列說法不正確的是A.CH4(B.250~300°C,COC.200~400°C,HD.500°C時(shí)增大壓強(qiáng),CH【答案】C【詳析】A.CH4(g)+H2O(g)=B.250~300°C,CO2的實(shí)際轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而迅速上升,可能是催化劑的活性增強(qiáng),加快了反應(yīng)速率,C.反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ中消耗的CO2與H2物質(zhì)的量之比分別為1∶4、1∶1,200~350℃,CO2的實(shí)際轉(zhuǎn)化率明顯增大、CH4的選擇性減小不明顯,H2物質(zhì)的量減少,350~400℃,CO2的實(shí)際轉(zhuǎn)化率變化不明顯,但CH4的選擇性明顯減小、CO的選擇性明顯增大,H2物質(zhì)的量增大,C錯(cuò)誤;D.反應(yīng)Ⅰ是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),反應(yīng)Ⅱ反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,500°C時(shí)反應(yīng)處于平衡狀態(tài),增大壓強(qiáng),反應(yīng)Ⅰ平衡正向移動(dòng)、同時(shí)引起反應(yīng)Ⅱ逆向移動(dòng),則CH4的選擇性增大,故選C。5.(2025·江蘇蘇州·三模)一種捕獲并資源化利用CO2的方法是將CO2催化加氫合成CH3OCH3,其過程中主要發(fā)生如下反應(yīng):I.2CO2Ⅱ.CO2(向恒壓密閉容器中充入1mol?CO2和3mol?H2,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3A.A點(diǎn)時(shí),容器中n(CHB.反應(yīng)2CO(C.CO2平衡轉(zhuǎn)化率由A到B點(diǎn),可采取的措施為加壓或減小D.使用對反應(yīng)I催化活性更高的催化劑可提高CH3【答案】A【詳析】A.反應(yīng)狀態(tài)達(dá)A點(diǎn)時(shí),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時(shí)CH3OCH3的選擇性均為25%,根據(jù)CH3OCH3的選擇性=2n(CH3OCH3)n(反應(yīng)的CO2B.由題干信息可知反應(yīng)Ⅰ.2CO2(g)+6H2(g)═CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH1=-122.5kJ?mol-1,反應(yīng)Ⅱ.CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ?mol-1,由2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)=I-2×Ⅱ可得,ΔH=(-122.5-2×41.2)kJ?mol-1=-204.9kJ?mol-1,B正確;C.由反應(yīng)方程式可知,增大壓強(qiáng)反應(yīng)2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(gD.使用對反應(yīng)I催化活性更高的催化劑即可加快反應(yīng)I的速率,從而提高CH3OCH3故答案為:A。6.(2025·江蘇南京·二模)CH4-H2O(g)重整制氫過程中的主要反應(yīng)(忽略其他副反應(yīng))為:①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
ΔH1=+206kJ·mol-1②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)
ΔH2=-41kJ·mol-1一定溫度、壓強(qiáng)下,將n(CH4):n(H2O)=1:3的混合氣勻速通過裝有催化劑的透氫膜反應(yīng)管,透氫膜用于分離H2且透過H2的速率隨溫度升高而增大。裝置及CH4轉(zhuǎn)化率、出口氣中CO、CO2和H2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨溫度變化如圖所示。下列說法不正確的是A.反應(yīng)CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)的ΔH=+165kJ·mol-1B.適量添加CaO可提高H2的平衡產(chǎn)率C.800K時(shí),產(chǎn)氫速率大于透氫速率D.該裝置理想工作溫度約為900K【答案】D【詳析】A.根據(jù)蓋斯定律,由①+②可得目標(biāo)反應(yīng)方程式,則ΔH=ΔH1+ΔH2=+206kJ·mol-1+(-41kJ·mol-1)=+165kJ·mol-1,A項(xiàng)正確;B.若在體系中加入CaO,CaO會(huì)與生成的CO2反應(yīng)生成CaCO3,從而降低反應(yīng)體系中CO2濃度(分壓),使平衡正向移動(dòng),提高H2的平衡產(chǎn)率,B項(xiàng)正確;C.由圖中可知,800K左右時(shí)甲烷轉(zhuǎn)化率約為40%,氫氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為20%,隨溫度升高,氫氣在出口氣中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大,到900K時(shí)達(dá)最大值,之后甲烷轉(zhuǎn)化率增大,而氫氣在出口氣中質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小,說明800K時(shí)產(chǎn)氫速率大于透氫速率,C項(xiàng)正確;D.由圖示可見,在約900K時(shí)甲烷轉(zhuǎn)化率和氫氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)均達(dá)到較高水平,此時(shí)氫氣和二氧化碳在出口氣中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相近,透氫率較低,故900K不是該裝置理想工作溫度,D項(xiàng)錯(cuò)誤;答案選D?!尽狐c(diǎn)石成金』】在常溫下,氧化鈣(CaO)和二氧化碳(CO2)不會(huì)直接反應(yīng)。只有在高溫(500攝氏度以上)下,它們才會(huì)發(fā)生直接反應(yīng),生成碳酸鈣(CaCO3)。7.(2025·江蘇·一模)CO2加氫制CH①CO2g②CO2g將一定比例和流速的CO2、H2通過裝有催化劑的容器反應(yīng)相同時(shí)間,測得5Mpa時(shí)反應(yīng)溫度變化、250A.反應(yīng)COg+2B.曲線X表示5MPa時(shí)反應(yīng)溫度變化對甲醇產(chǎn)量的影響C.增大體系壓強(qiáng),產(chǎn)物中H2D.增大碳?xì)浔萵CO2n【答案】C【詳析】A.根據(jù)蓋斯定
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