2018年高考化学真题分类汇编专题05：化学反应与能量

试卷更新日期：2018-08-01 类型：二轮复习

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一、单选题

1. 我国科研人员提出了由CO₂和CH₄转化为高附加值产品CH₃COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。
下列说法错误的是：（）

A、生成CH₃COOH总反应的原子利用率为100% B、CH₄→CH₃COOH过程中，有C-H键发生断裂 C、①→②放出能量并形成了C一C键 D、该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率

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二、多选题

2. 炭黑是雾霾中和重要颗粒物，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。活化氧可以快速氧化二氧化硫，下列说法正确的是（）

A、每活化一个氧分子吸收0.29 eV的能量 B、水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42eV C、氧分子的活化是O—O的断裂与C—O键的生成过程 D、炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂

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三、综合题

3. 过氧化氢(H₂O₂)是重要的化工产品，广泛应用于绿色化学合成、医疗消毒等领域。回答下列问题：

(1)、已知：
       H₂(g)+ $\frac{1}{2}$ O₂(g)=H₂0(1) △H₁=－286kJ·mol^-1
       H₂(g)+ O₂(g)=H₂O₂(l)   △H₂=－188 kJ·mol^-1
    过氧化氢分解反应2H₂O₂(l)=2H₂O(l)+O₂(g)的△H=kJ·mol^-1。不同温度下
过氧化氢分解反应的平衡常数K_313KK_298K (填“大于"“小于”或“等于”)。

(2)、100℃时，在不同金属离子存在下，纯过氧化氢24h的分解率见下表：
离子
加入量/(mg·L^-1)
分解率/%
离子
加入量／(mg·L^-1)
分解率/％
无
__
2
Fe³^＋
1.O
15
Al³^＋
10
2
Cu²^＋
O.1
86
Zn²^＋
10
10
Cr³^＋
0.1
96
    由上表数据可知，能使过氧化氢分解反应活化能降低最多的离子是。贮运过氧化氢时，可选用的容器材质为(填标号)。
A．不锈钢    B．纯铝    C．黄铜    D．铸铁

(3)、过氧化氢的Ka₁=2.24×10^-12 ， H₂O₂的酸性H₂O(填“大于”“小于”或“等于”)。研究表明，过氧化氢溶液中HO₂^-的浓度越大，过氧化氢的分解速率越快。常温下，不同浓度的过氧化氢分解率与pH求的关系如图所示。一定浓度的过氧化氢，pH增大分解率增大的原因是：相同pH下，过氧化氢浓度越大分解率越低的原因是。

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4. NO_x（主要指NO和NO₂）是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NO_x是环境保护的重要课题。

(1)、用水吸收NO_x的相关热化学方程式如下：
2NO₂（g）+H₂O（l）=HNO₃（aq）+HNO₂（aq） ΔH=−116.1 kJ·mol⁻¹
3HNO₂（aq）=HNO₃（aq）+2NO（g）+H₂O（l） ΔH=75.9 kJ·mol⁻¹
反应3NO₂（g）+H₂O（l）=2HNO₃（aq）+NO（g）的ΔH=kJ·mol⁻¹。

(2)、用稀硝酸吸收NO_x ，得到HNO₃和HNO₂的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式：。

(3)、用酸性(NH₂)₂CO水溶液吸收NO_x ，吸收过程中存在HNO₂与(NH₂)₂CO生成N₂和CO₂的反应。写出该反应的化学方程式：。

(4)、在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH₃与NO_x反应生成N₂。
①NH₃与NO₂生成N₂的反应中，当生成1 mol N₂时，转移的电子数为mol。
②将一定比例的O₂、NH₃和NO_x的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应（装置见题20图−1）。
反应相同时间NO_x的去除率随反应温度的变化曲线如题20图−2所示，在50～250 ℃范围内随着温度的升高，NO_x的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是；当反应温度高于380 ℃时，NO_x的去除率迅速下降的原因可能是。

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5. $C H_{4} - C O_{2}$ 催化重整不仅可以得到合成气（CO和 $H_{2}$ ）。还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：

(1)、 $C H_{4} - C O_{2}$ 催化重整反应为： $C H_{4} (g) + C O_{2} (g) = 2 C O (g) + 2 H_{2} (g)$ 。
已知：
$C (s) + 2 H_{2} (g) = C H_{4} (g)$ $△ H = - 75 k J \cdot m o l^{- 1}$
$C (s) + O_{2} (g) = C O_{2} (g)$ $△ H = - 394 k J \cdot m o l^{- 1}$
$C (s) + \frac{1}{2} O_{2} (g) = C O (g)$ $△ H = - 111 k J \cdot m o l^{- 1}$
该催化重整反应的 $△ H =$ $k J \cdot m o l^{- 1}$ 。有利于提高 $C H_{4}$ 平衡转化率的条件是（填标号）。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
某温度下，在体积为2L的容器中加入 $2 m o l C H_{4} \cdot 1 m o l C O_{2}$ 以及催化剂进行重整反应。达到平衡时 $C O_{2}$ 的转化率是50%，其平衡常数为 $m o l^{2} \cdot L^{- 2}$ 。

(2)、反中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：

积碳反应
$C H_{4} (g) = C (s) + 2 H_{2} (g)$
消碳反应
$C O_{2} (g) + C (s) = 2 C O (g)$
$Δ H J (K J \cdot m o l^{- 1})$
75
172
活化能/ $(K J \cdot m o l^{- 1})$
催化剂X
33
91
催化剂Y
43
72
①由上表判断，催化剂XY(填“优于或劣于”)，理由是.在反应进料气组成，压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如右图所示，升高温度时，下列关于积碳反应，消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是(填标号)
A.K_积、K_消均增加
B.V_积减小、V_消增加
C.K_积减小、K_消增加
D.v_消增加的倍数比v_积增加的倍数大
②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为 $v = k \cdot p (C H_{4}) \cdot {[p (C O_{2})]}^{- 0.5}$ (k为速率常数)。在 $p (C H_{4})$ 一定时，不同 $P (C O_{2})$ 下积碳量随时间的变化趋势如右图所示，则P_a(CO₂)、P_b(CO₂)、P_c(CO₂)从大到小的顺序为

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离子	加入量/(mg·L^-1)	分解率/%	离子	加入量／(mg·L^-1)	分解率/％
无	__	2	Fe³^＋	1.O	15
Al³^＋	10	2	Cu²^＋	O.1	86
Zn²^＋	10	10	Cr³^＋	0.1	96

		积碳反应 $C H_{4} (g) = C (s) + 2 H_{2} (g)$	消碳反应 $C O_{2} (g) + C (s) = 2 C O (g)$
$Δ H J (K J \cdot m o l^{- 1})$		75	172
活化能/ $(K J \cdot m o l^{- 1})$	催化剂X	33	91
活化能/ $(K J \cdot m o l^{- 1})$	催化剂Y	43	72