近三年高考化学真题分类汇编:化学反应与能量(2021年)1
试卷更新日期:2023-07-24 类型:二轮复习
一、选择题
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1. 甲烷单加氧酶(s—mmo)含有双核铁活性中心,是O2氧化CH4生成CH3OH的催化剂,反应过程如图所示。下列叙述错误的是( )A、基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2 B、步骤③有非极性键的断裂和极性键的形成 C、每一步骤都存在铁和氧元素之间的电子转移 D、图中的总过程可表示为:CH4+O2+2H++2e- CH3OH+H2O2. Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H+浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是( )A、电解时只允许H+通过离子交换膜 B、生成O2和H2的质量比为8∶1 C、电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓度增大 D、CrO3的生成反应为:Cr2O +2H+=2CrO3+H2O3. 近年我国在科学技术领域取得了举世瞩目的成就。对下列成就所涉及的化学知识的判断错误的是( )A、北斗三号卫星搭载了精密计时的铷原子钟,铷(Rb)是金属元素 B、奋斗者号潜水器载人舱外壳使用了钛合金,钛合金属于无机非金属材料 C、长征五号B遥二火箭把天和核心舱送入太空,火箭动力源于氧化还原反应 D、天问一号探测器着陆火星过程中使用了芳纶制作的降落伞,芳纶是高分子材料4. 如下所示电解装置中,通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成,Fe2O3逐渐溶解,下列判断错误的是( )A、a是电源的负极 B、通电一段时间后,向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液,出现红色 C、随着电解的进行,CuCl2溶液浓度变大 D、当 完全溶解时,至少产生气体336mL (折合成标准状况下)5. 关于反应 所涉及的物质,下列说法错误的是( )A、H2SO4在该反应中为氧化剂 B、Na2SO3容易被空气中的O2氧化变质 C、Na2SO4是含有共价键的离子化合物 D、SO2是导致酸雨的主要有害污染物6. 如图,某液态金属储能电池放电时产生金属化合物 。下列说法正确的是( )A、放电时,M电极反应为 B、放电时, 由M电极向N电极移动 C、充电时,M电极的质量减小 D、充电时,N电极反应为7. 利用 (Q)与 电解转化法从烟气中分离 的原理如图。已知气体可选择性通过膜电极,溶液不能通过。下列说法错误的是( )A、a为电源负极 B、溶液中Q的物质的量保持不变 C、 在M极被还原 D、分离出的 从出口2排出8. 由下列实验操作及现象能得出相应结论的是( )
实验操作
现象
结论
A
向KBr、KI混合溶液中依次加入少量氯水和CCl4 , 振荡,静置
溶液分层,下层呈紫红色
氧化性:
B
在火焰上灼烧搅拌过某无色溶液的玻璃棒
火焰出现黄色
溶液中含Na元素
C
用pH计测定pH:①NaHCO3溶液②CH3COONa溶液
pH:①>②
H2CO3酸性弱于CH3COOH
D
把水滴入盛有少量Na2O2的试管中,立即把带火星木条放在试管口
木条复燃
反应生成了O2
A、A B、B C、C D、D9. 元末陶宗仪《辍耕录》中记载:“杭人削松木为小片,其薄为纸,熔硫磺涂木片顶端分许,名日发烛……,盖以发火及代灯烛用也。”下列有关说法错误的是( )A、将松木削薄为纸片状有助于发火和燃烧 B、“发烛”发火和燃烧利用了物质的可燃性 C、“发烛”发火和燃烧伴随不同形式的能量转化 D、硫磺是“发烛”发火和燃烧反应的催化剂10. 依据下列实验和现象,得出结论正确的是( )选项
实验
现象
结论
A
点燃无色气体 ,将生成的气体通入澄清石灰水
澄清石灰水先浑浊后澄清
为
B
25℃时,向无色的 溶液中滴加1~2滴酚酞试液
溶液仍为无色
溶液的
C
在淀粉和 的混合溶液中滴加 溶液。[已知: 、 分别与卤素单质、卤素离子性质相似]
溶液仍为蓝色
氧化性:
D
在稀 中加入少量
溶液由无色变为蓝色并有红色固体生成
反应中 既作氧化剂又作还原剂
A、A B、B C、C D、D11. 液氨中存在平衡: 。如图所示为电解池装置,以 的液氨溶液为电解液,电解过程中a、b两个惰性电极上都有气泡产生。下列有关说法正确的是( )A、b电极连接的是电源的负极 B、a电极的反应为 C、电解过程中,阴极附近K+浓度减小 D、理论上两极产生的气体物质的量之比为1:112. Li电池使用过程中会产生LiH,对电池的性能和安全性带来影响。可用D2O与LiH进行反应测定LiH含量,由产物中的n(D2)/n(HD)比例可推算n(Li)/n(LiH)。已知:①2LiH⇌2Li+H2 △H>0
②LiH+H2O=LiOH+H2↑
下列说法错误的是( )
A、H2O、D2O的化学性质基本相同 B、Li与D2O反应的方程式是2Li+2D2O=2LiOD+D2↑ C、n(D2)/n(HD)比例小说明n(Li)/n(LiH)比例大 D、80℃下的n(D2)/n(HD)大于25℃下的n(D2)/n(HD)13. 已知C3H8脱H2制烯烃的反应为C3H8 = C3H6+H2。固定C3H8浓度不变,提高CO2浓度,测定出口处C3H6、H2、CO浓度。实验结果如下图。已知:
C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) △H=-2043.9kJ/mol
C3H6(g)+9/2O2(g)=3CO2(g)+3H2O(g) △H=-1926.1kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H=-241.8kJ/mol
下列说法错误的是( )
A、C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) △H=+124kJ/mol B、C3H6、H2的浓度随CO2浓度变化趋势的差异是因为发生了CO2+H2 CO+H2O C、相同条件下,提高C3H8对CO2的比例,可以提高C3H8的转化率 D、如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2 , 那么入口各气体的浓度c0和出口各气体的浓度符合3c0(C3H8)+c0(CO2)=3c(C3H6)+c(CO)+3c(C3H8)+c(CO2)14. 用电石(主要成分为CaC2 , 含CaS和Ca3P2等)制取乙炔时,常用CuSO4溶液除去乙炔中的杂质。反应为:①CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4
②11PH3+24CuSO4+12H2O=3H3PO4+24H2SO4+8Cu3P↓
下列分析错误的是( )
A、CaS、Ca3P2发生水解反应的化学方程式:CaS+2H2O=Ca(OH)2+H2S↑、Ca3P2+6H2O=3Ca(OH)2+2PH3↑ B、不能依据反应①比较硫酸与氢硫酸的酸性强弱 C、反应②中每24 mol CuSO4氧化11 mol PH3 D、用酸性KMnO4溶液验证乙炔还原性时,H2S、PH3有干扰15. 有利于实现“碳达峰、碳中和”的是( )A、风能发电 B、粮食酿酒 C、燃煤脱硫 D、石油裂化16. 以KOH溶液为离子导体,分别组成CH3OH-O2、N2H4-O2、(CH3)2NNH2-O2清洁燃料电池,下列说法正确的是( )A、放电过程中,K+均向负极移动 B、放电过程中,KOH物质的量均减小 C、消耗等质量燃料,(CH3)2NNH2—O2燃料电池的理论放电量最大 D、消耗1molO2时,理论上N2H4—O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L17. 18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解,部分反应历程可表示为: +OH- +CH3O-能量变化如图所示。已知 为快速平衡,下列说法正确的是( )A、反应Ⅱ、Ⅲ为决速步 B、反应结束后,溶液中存在18OH- C、反应结束后,溶液中存在CH318OH D、反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变二、多选题
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18. 实验室中利用固体KMnO4进行如图实验,下列说法错误的是( )A、G与H均为氧化产物 B、实验中KMnO4只作氧化剂 C、Mn元素至少参与了3个氧化还原反应 D、G与H的物质的量之和可能为0.25mol
三、非选择题
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19. 铁单质及其化合物的应用非常广泛。(1)、基态Fe原子的价层电子排布式为。(2)、用X射线衍射测定,得到Fe的两种晶胞A、B,其结构如图所示。晶胞A中每个Fe原子紧邻的原子数为。每个晶胞B中含Fe原子数为。(3)、合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时,反应的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式。从能量角度分析,铁触媒的作用是。(4)、Fe3+可与H2O、SCN-、F-等配体形成配位数为6的配离子,如 、 、 。某同学按如下步骤完成实验:
① 为浅紫色,但溶液Ⅰ却呈黄色,其原因是 , 为了能观察到溶液Ⅰ中 的浅紫色,可采取的方法是。
②已知Fe3+与SCN-、F-的反应在溶液中存在以下平衡: ; ,向溶液Ⅱ中加入NaF后,溶液颜色由红色转变为无色。若该反应是可逆反应,其离子方程式为 , 平衡常数为(用K1和K2表示)。
20. 苯催化加氢制备环己烷是化工生产中的重要工艺,一定条件下,发生如下反应:Ⅰ.主反应: (g)+3H2(g)⇌ (g) ∆H1<0
Ⅱ.副反应: (g) ⇌ (g) ∆H2>0
回答下列问题:
(1)、已知:Ⅲ.Ⅳ.2 (g)+15O2(g)⇌12CO2(g)+6H2O(l) ∆H4
Ⅴ. (g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ∆H5
则 (用 、 和 表示)。
(2)、有利于提高平衡体系中环己烷体积分数的措施有_______。A、适当升温 B、适当降温 C、适当加压 D、适当减压(3)、反应Ⅰ在管式反应器中进行,实际投料往往在 的基础上适当增大 用量,其目的是。(4)、氢原子和苯分子吸附在催化剂表面活性中心时,才能发生反应,机理如图。当 中混有微量 或 等杂质时,会导致反应Ⅰ的产率降低,推测其可能原因为。(5)、催化剂载体中的酸性中心能催化苯及环己烷的裂解。已知酸性中心可结合弧电子对,下图中可作为酸性中心的原子的标号是(填“①”“②”或“③”)。(6)、恒压反应器中,按照 投料,发生Ⅰ、Ⅱ反应,总压为 ,平衡时苯的转化率为α,环己烷的分压为p,则反应1的 (列出计算式即可,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。21. 碳及其化合物间的转化广泛存在于自然界及人类的生产和生活中。已知25℃, 时:① 葡萄糖 完全燃烧生成 和 ,放出 热量。
② 。
回答问题:
(1)、25℃时, 与 经光合作用生成葡萄糖 和 的热化学方程式为。(2)、25℃, 时,气态分子断开 化学键的焓变称为键焓。已知 、 键的键焓分别为 、 , 分子中碳氧键的键焓为 。(3)、溶于水的 只有部分转化为 ,大部分以水合 的形式存在,水合 可用 表示。已知25℃时, 的平衡常数 ,正反应的速率可表示为 ,逆反应的速率可表示为 ,则 (用含 的代数式表示)。(4)、25℃时,潮湿的石膏雕像表面会发生反应: ,其平衡常数 。[已知 , ](5)、溶洞景区限制参观的游客数量,主要原因之一是游客呼吸产生的气体对钟乳石有破坏作用,从化学平衡的角度说明其原因。22. 环氧乙烷( ,简称EO)是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯经电解制备EO的原理示意图如下。(1)、①阳极室产生Cl2后发生的反应有:、CH2=CH2+HClO→HOCH2CH2Cl。②结合电极反应式说明生成溶液a的原理。
(2)、一定条件下,反应物按一定流速通过该装置。电解效率η和选择性S的定义:
η(B)= ×100%
S(B)= ×100%
①若η(EO)=100%,则溶液b的溶质为。
②当乙烯完全消耗时,测得η(EO)≈70%,S(EO)≈97%,推测η(EO)≈70%的原因:
I.阳极有H2O放电
II.阳极有乙烯放电
III.阳极室流出液中含有Cl2和HClO
……
i.检验电解产物,推测I不成立。需要检验的物质是。
ii.假设没有生成EO的乙烯全部在阳极放电生成CO2 , η(CO2)≈%。经检验阳极放电产物没有CO2。
iii.实验证实推测III成立,所用试剂及现象是。
可选试剂:AgNO3溶液、KI溶液、淀粉溶液、品红溶液。
23. 某小组探究卤素参与的氧化还原反应,从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。(1)、浓盐酸与MnO2混合加热生成氯气。氯气不再逸出时,固液混合物A中存在盐酸和MnO2。①反应的离子方程式是。
②电极反应式:
i还原反应:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
ii氧化反应:。
③根据电极反应式,分析A中仍存在盐酸和MnO2的原因。
i随c(H+)降低或c(Mn2+)浓度升高,MnO2氧化性减弱.
ii随c(Cl-)降低,。
④补充实验证实了③中的分析。
实验操作
试剂
产物
I
较浓H2SO4
有Cl2
II
a
有Cl2
III
a+b
无Cl2
a是 , b是。
(2)、利用c(H+)浓度对MnO2氧化性的影响,探究卤素离子的还原性。相同浓度的KCl、KBr和KI溶液,能与MnO2反应所需的最低c(H+)由大到小的顺序是 , 从原子结构角度说明理由。(3)、根据(1)中结论推测:酸性条件下,加入某种化合物可以提高溴的氧化性,将Mn2+氧化为MnO2。经实验证实了推测,该化合物是。(4)、Ag分别与1mol·L1的盐酸、氢溴酸、氢碘酸混合,Ag只与氢碘酸发生置换反应,试解释原因:。(5)、总结:物质氧化性和还原性变化的一般规律是。24. 某小组实验验证“Ag++Fe2+ Fe3++Ag”为可逆反应并测定其平衡常数。(1)、实验验证实验I:将0.0100 mol/L Ag2SO4溶液与0.0400 mo/L FeSO4溶液(pH=1)等体积混合,产生灰黑色沉淀,溶液呈黄色。
实验II:向少量Ag粉中加入0.0100 mol/L Fe2(SO4)3溶液(pH=1),固体完全溶解。
①取I中沉淀,加入浓硝酸,证实沉淀为Ag。现象是。
②II中溶液选用Fe2(SO4)3 , 不选用Fe(NO3)3的原因是。
综合上述实验,证实“Ag++Fe2+ Fe3++Ag”为可逆反应。
③小组同学采用电化学装置从平衡移动角度进行验证。补全电化学装置示意图,写出操作及现象。
(2)、测定平衡常数实验Ⅲ:一定温度下,待实验Ⅰ中反应达到平衡状态时,取v mL上层清液,用c1 mol/L KSCN标准溶液滴定Ag+ , 至出现稳定的浅红色时消耗KSCN标准溶液v1 mL。
资料:Ag++SCN- AgSCN↓(白色) K=1012
Fe3++SCN- FeSCN2+(红色) K=102.3
①滴定过程中Fe3+的作用是。
②测得平衡常数K=。
(3)、思考问题①取实验I的浊液测定c(Ag+),会使所测K值(填“偏高”“偏低”或“不受影响”)。
②不用实验II中清液测定K的原因是。
25. 铁黄是一种重要的化工产品。由生产钛白粉废渣制备铁黄的过程如下。资料:
i.钛白粉废渣成分:主要为FeSO4·H2O,含少量TiOSO4和不溶物
ii.TiOSO4+(x+1)H2O⇌TiO2·xH2O↓+H2SO4
iii.0.1 mol/L Fe2+生成Fe(OH)2 , 开始沉淀时pH=6.3,完全沉淀时pH=8.3;
0.1 mol/L Fe3+生成FeOOH,开始沉淀时pH=1.5,完全沉淀时pH=2.8
(1)、纯化①加入过量铁粉的目的是。
②充分反应后,分离混合物的方法是。
(2)、制备晶种为制备高品质铁黄产品,需先制备少量铁黄晶种。过程及现象是:向一定浓度FeSO4溶液中加入氨水,产生白色沉淀,并很快变成灰绿色。滴加氨水至pH为6.0时开始通空气并记录pH变化(如图)。
①产生白色沉淀的离子方程式是。
②产生白色沉淀后的pH低于资料iii中的6.3。原因是:沉淀生成后c(Fe2+)0.1mol/L(填“>”“=”或“<”)。
③0-t1时段,pH几乎不变;t1-t2时段,pH明显降低。结合方程式解释原因:。
④pH≈4时制得铁黄晶种。若继续通入空气,t3后pH几乎不变,此时溶液中c(Fe2+)仍降低,但c(Fe3+)增加,且(Fe2+)降低量大于c(Fe3+)增加量。结合总方程式说明原因:。
(3)、产品纯度测定铁黄纯度可以通过产品的耗酸量确定。
wg铁黄 溶液b 溶液c 滴定
资料:Fe3++3 =Fe(C2O4) ,Fe(C2O4) 不与稀碱液反应
Na2C2O4过量,会使测定结果(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)
26. 工业上以铬铁矿(FeCr2O4 , 含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7•2H2O)的工艺流程如图。回答下列问题:(1)、焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2Cr2O4并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐,焙烧时气体与矿料逆流而行,目的是。(2)、矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-5mol•L-1时,可认为已除尽。中和时pH的理论范围为;酸化的目的是;Fe元素在(填操作单元的名称)过程中除去。
(3)、蒸发结晶时,过度蒸发将导致;冷却结晶所得母液中,除Na2Cr2O7外,可在上述流程中循环利用的物质还有。(4)、利用膜电解技术(装置如图所示),以Na2Cr2O4为主要原料制备Na2Cr2O7的总反应方程式为:4Na2Cr2O4+4H2O 2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑。则Na2Cr2O7在(填“阴”或“阳”)极室制得,电解时通过膜的离子主要为。27. 2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下,可通过甲醇与烯烃的液相反应制得,体系中同时存在如图反应:反应Ⅰ: +CH3OH △H1
反应Ⅱ: +CH3OH △H2
反应Ⅲ: △H3
回答下列问题:
(1)、反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图所示。据图判断,A和B中相对稳定的是 (用系统命名法命名); 的数值范围是(填标号)。A.<-1 B.-1~0 C.0~1 D.>1
(2)、为研究上述反应体系的平衡关系,向某反应容器中加入1.0molTAME,控制温度为353K,测得TAME的平衡转化率为α。已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3=9.0,则平衡体系中B的物质的量为mol,反应Ⅰ的平衡常数Kx1=。同温同压下,再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释,反应Ⅰ的化学平衡将 (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)平衡时,A与CH3OH物质的量浓度之比c(A):c(CH3OH)=。(3)、为研究反应体系的动力学行为,向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CH3OH。控制温度为353K,A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。代表B的变化曲线为 (填“X”或“Y”);t=100s时,反应Ⅲ的正反应速率v正逆反应速率v逆(填“>”“<”或“=)。
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