【备考2024年】从巩固到提高 高考化学二轮微专题12 化学反应与能量

试卷更新日期:2024-02-23 类型:二轮复习

一、选择题

  • 1. 各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是( )

    物质

    C2H6(g)

    C2H4(g)

    H2(g)

    ΔH/(kJmol1)

    1559.8

    1411

    285.8

    A、C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)ΔH=1411kJmol1 B、C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)ΔH=137kJmol1 C、H2O(l)=O2(g)+H2(g)ΔH=+285.8kJmol1 D、C2H6(g)+72O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=1559.8kJmol1
  • 2. 二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为

    CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)  ΔH=164.7kJmol1

    CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)  ΔH=41.2kJmol1

    在密闭容器中,1.01×105Pan(CO2)n(H2)=14时,CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如题图所示。CH4的选择性可表示为n(CH4)n(CO2)×100%。下列说法正确的是( )

    A、反应2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)的焓变ΔH=205.9kJmol1 B、CH4的平衡选择性随着温度的升高而增加 C、用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃ D、450℃时,提高n(H2)n(CO2)的值或增大压强,均能使CO2平衡转化率达到X点的值
  • 3. 一定条件下,1-苯基丙炔(Ph-CC-CH3)可与HCl发生催化加成,反应如下:

      

    反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知:反应I、Ⅲ为放热反应),下列说法不正确的是

    A、反应焓变:反应I>反应Ⅱ B、反应活化能:反应I<反应Ⅱ C、增加HCl浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物I的比例 D、选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Ⅰ
  • 4. 一定条件下,CH3CH=CH2与HCl发生加成反应有①、②两种可能,反应进程中能量变化如图所示。下列说法中不正确的是

    A、反应①、②焓变不同,与产物稳定性有关,与反应的中间状态无关 B、反应①、②均经过两步反应完成,对应的分步反应过程中均放出能量 C、其他条件不变,适当提高反应温度,可以提高产物中CH3CH2CH2Cl(g)的比例 D、相同条件下,CH3CHClCH3(g)的生成速率大于CH3CH2CH2Cl(g)
  • 5. 火箭发射时可以用液态肼作燃料,NO2作氧化剂。相关物质的能量转化关系如下。已知N2H4(l)N2H4(g)  ΔH=+9.7kJ/mol , 则2N2H4(l)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)的反应热ΔH(kJ/mol)

    A、1134.4 B、1153.8 C、1631.7 D、1054.4
  • 6. 我国学者利用催化剂催化丙烷氧化脱氢的历程如图(吸附在催化剂表面的物质用标注)。下列说法正确的是

    A、反应历程中第一步化学反应为决速步骤 B、催化剂改变了丙烷氧化脱氢的焓变(ΔH) C、过渡态物质的稳定性:过渡态2小于过渡态1 D、吸附过程为吸热过程
  • 7. 活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如下图所示,已知升高温度,活化能大的反应速率增大的程度越大。下列说法正确的是

    A、P1P2稳定 B、升高温度,生成P1的反应速率增大的程度更大 C、该历程中最小正反应的活化能为4.52kJmol1 D、改变催化剂可以改变生成P2的反应焓变
  • 8. 气态有机物①~④分别与氢气发生加成反应生成1mol气态环己烷()的能量变化如图所示。下列说法错误的是

    A、物质的热稳定性:②<③ B、物质④中不存在碳碳双键 C、物质①~④与氢气的加成反应都是放热反应 D、物质③脱氢生成④的热化学方程式为:(g)(g)+H2(g)-21kJ
  • 9. 常温常压下,1mol CH3OH与O2发生反应时,生成CO或HCHO的能量变化如图(反应物O2和生成物水略去),下列说法正确的是

    A、加入催化剂后,生成CO的热效应变大,生成HCHO的热效应变小 B、加入催化剂后,生成HCHO的速率变大,单位时间内生成HCHO量变多 C、1mol CH3OH完全燃烧生成液态水和二氧化碳(g)放出393kJ的热量 D、生成HCHO的热化学方程式为2CH3OH+O2=2HCHO+2H2O+316kJ
  • 10. 一定条件下,在密闭容器中,氮气与氢气合成氨气,能量变化曲线如图所示。下列说法正确的是

    A、加入催化剂,E1、E2都变小 B、N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+600kJ C、升温可以增大该反应的化学平衡常数 D、通入1molN2和3molH2充分反应,放热小于92kJ
  • 11. 一定条件下,气态反应物和生成物的相对能量与反应进程如下图所示。下列说法错误的是

    A、E1-E4=E2-E5 B、Cl(g)为进程II的催化剂 C、相同条件下,进程I、II中O3的平衡转化率相同 D、两个进程中速率最快的一步反应的ΔH=(E3-E2)kJmol1
  • 12. 甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应的部分机理与能量变化如下:

    链引发:Cl2(g)2Cl(g)ΔH1=+242.7kJ/mol

    链增长:部分反应进程与势能变化关系如图(所有物质状态为气态)……

    链终止:Cl(g)+CH3(g)CH3Cl(g)ΔH2=371kJ/mol

    下列说法错误的

    A、Cl2的键能为242.7kJ/mol B、链增长中反应速率较快的一步的热化学方程式为:CH4(g)+Cl(g)CH3(g)+HCl(g)  ΔH=+7.5kJ/mol C、链增长过程中可能产生CH2ClCHCl2CCl3 D、链终止反应的过程中,还可能会生成少量的乙烷
  • 13. 反应过程Ⅰ、Ⅱ都能将反应物(M)转化为产物(N)。其能量与反应进程的关系如下:

    下列有关说法正确的是(   )

    A、进程Ⅰ是吸热反应 B、X是催化剂 C、M·X比N·X稳定 D、反应热:Ⅰ>Ⅱ
  • 14. N2(g)与H2(g)化合生成NH3(g)的过程能量变化如下图所示,有关说法正确的是(   )

    A、使用催化剂会改变反应的热效应 B、反应的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(l)+2bkJ C、1molN(g)和3molH(g)生成1molNH3(g)时,放出bkJ热量 D、1molN2(g)和3molH2(g)的能量之和小于2molNH3(g)的能量
  • 15. 相关有机物分别与氢气发生反应生成1mol环己烷()的能量变化如图所示:

    下列叙述错误的是

    A、(g)(g)为吸热反应 B、(g)(g)+H2(g)ΔH=+20.6kJ C、相同状况下,等质量的完全燃烧,放热少 D、3da , 可推测苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
  • 16. 反应A(g)+B(g)→C(g)-Q1(Q1>0)分两步进行:①A(g)+B(g)→X(g)+Q2(Q2>0);②X(g)→C(g)-Q3(Q3>0)。下列图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是
    A、 B、 C、 D、
  • 17. 以乙炔和1,2-二氯乙烷为原料生产氯乙烯包括如下反应:

    反应I:ClCH2CH2Cl(g)→HCl(g)+CH2=CHCl(g) ΔH1=+69.7 kJ•mol-1

    反应Ⅱ:HC≡CH(g)+HCl(g)→CH2=CHCl(g) ΔH2=-98.8 kJ•mol-1

    1.0×105Pa下,分别用如表三种方式进行投料,不同温度下反应达到平衡时相关数据如图所示。

    方式

    气体投料

    平衡时相关数据

    ClCH2CH2Cl

    ClCH2CH2Cl转化率

    n(HC≡CH):n(HCl)=1:1

    HC≡CH转化率

    n(ClCH2CH2Cl):n(HC≡CH)=1:1

    CH2=CHCl产率

    下列说法错误的

    A、反应ClCH2CH2Cl(g)+HC≡CH(g)→2CH2=CHCl(g)的ΔH=-29.1 kJ•mol-1 B、曲线①表示平衡时ClCH2CH2Cl转化率随温度的变化 C、按方式丙投料,其他条件不变,移去部分CH2=CHCl可能使CH2=CHCl的产率从X点的值升至Y点的值 D、在催化剂作用下按方式丙投料,反应达到平衡时CH2=CHCl的产率(图中Z点)低于X点的原因可能是催化剂活性降低
  • 18. 在生产、生活、科技中,氢能已获得越来越多的关注,是非常重要的能源。已知:

    下列推断正确的是

    A、H2O(l)吸收能量后,分子中氢氧键断裂而生成H2O(g) B、2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-484 kJ C、若2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q1;2H2(g)+O2(l)=2H2O(g)+Q2;则Q1>Q2 D、将2 mol H2O(g)分解成H2(g)和O2(g),吸收4×463 kJ的热量
  • 19. 一定条件下,丙烯与HCl反应生成CH3CHClCH3CH3CH2CH2Cl的反应历程如图所示。下列说法正确的是

    A、丙烯与HCl的反应是吸热反应 B、合成CH3CHClCH3的反应中,第Ⅱ步为反应的决速步 C、其他条件不变,适当升高温度可以提高加成产物中CH3CH2CH2Cl的比例 D、CH2=CHCH3(g)+HCl(g)CH3CH2CH2Cl(g)的焓变等于第一步与第二步正反应活化能的差值
  • 20. 已知复杂反应的速率由反应历程中活化能最大的一步基元反应决定。卤代烃的取代反应有以下两种反应历程,其反应过程中的能量变化如图所示: 

    下列说法中错误的是

    A、卤代烃的取代为放热反应 B、SN1 反应速率与c(Nu:)和c(R3CX)相关 C、SN2反应速率与c(RX)和c(Nu:)相关 D、SN1机理为两步反应,SN2机理为一步反应
  • 21. 下图是我国科研工作者研究MgO(s)CH4(g)作用最终生成Mg(s)CH3OH(g)的物质相对能量-反应进程曲线。下列叙述错误的是

    A、中间体OMgCH4(s)MgOCH4(s)更稳定 B、该反应进程中的最大能垒(活化能)为350.6kJmol1 C、生成HOMgCH3(s)的过程中有极性键的断裂和形成 D、总反应的热化学方程式为MgO(s)+CH4(g)=Mg(s)+CH3OH(g)  ΔH=146.1kJmol1
  • 22. 已知硫的两种晶体形态的相图如图所示(相图:用于描述不同温度、压强下硫单质的转化及存在状态的平衡图像),燃烧的热化学方程式为:

    S(斜方,s)+O2(g)=SO2(g)  ΔH1

    S(单斜,s)+O2(g)=SO2(g)  ΔH2

    则下列有关说法中正确的是

    A、温度高于119℃且压强小于0.4Pa , 单斜硫发生液化现象 B、斜方硫和单斜硫互为同分异构体 C、图中F→G过程为固态硫的气化,该过程只破坏了分子间作用力 D、由上述信息可判断:ΔH1>ΔH2

二、非选择题

  • 23. 苯乙烯是重要的有机化工原料,可用乙苯为原料制备苯乙烯。制备方法有直接脱氢法和氧化脱氢法。在298K时反应的热化学方程式及其平衡常数如下:

    (ⅰ)直接脱氢:

    C8H10(g)=C8H8(g)+H2(g)ΔH1=+118.0kJmol1Kpl=2.7×1010Pa

    (ⅱ)氧化脱氢:

    C8H10(g)+12O2(g)=C8H8(g)+H2O(g)ΔH2=123.8kJmol1Kp2=2.9×1027.5Pa12

    回答下列问题:

    (1)、①反应H2(g)+12O2(g)=H2O(g)ΔH3=kJmol1 , 平衡常数Kp3=(用Kp1Kp2表示)。

    ②氧化脱氢的反应趋势远大于直接脱氢,其原因是

    ③提高氧化脱氢反应平衡转化率的措施有

    (2)、已知ΔG=ΔHTΔS , 忽略ΔHΔS随温度的变化。当ΔG<0时,反应能自发进行。在100kPa下,直接脱氢反应的ΔGKp1随温度变化的理论计算结果如图所示。

    ①直接脱氢反应在常温下(选填“能”或“不能”)自发。

    Kp1随温度的变化曲线为(选填“a”或“b”),判断的理由是

    ③在某温度、100kPa下,向密闭容器中通入1mol气态乙苯发生直接脱氢反应,达到平衡时,混合气体中乙苯和氢气的分压相等,该反应的平衡常数Kp1=kPa(保留小数点后一位;分压=总压×物质的量分数)。

    (3)、乙苯脱氢制苯乙烯往往伴随副反应,生成苯和甲苯等芳香烃副产物。一定温度和压强条件下,为了提高反应速率和苯乙烯选择性,应当
  • 24. 工业尾气脱硝是减少空气污染的重要举措。回答下列问题:
    (1)、已知相关反应的热力学数据如下。

    反应

    ΔHkJmol1

    Kp(800K)

    CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)

    802.6


    N2(g)+O2(g)2NO(g)

    +182.6


    CH4(g)+2NO(g)+O2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)


    5.0×1062

    2NO(g)+O2(g)2NO2(g)


    8.5×103(kPa)1

    CH4脱硝反应CH4(g)+2NO(g)+O2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)ΔH=kJmol1800K时,为了提高该反应中NO的平衡转化率,理论上可采取的措施是

    A.恒容时增大O2的压强         B.减小反应容器的容积

    C.移去部分H2O                D.选择合适的催化剂

    CH4另一脱硝反应CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)Kp(800K)=kPa

    (2)、模拟工业尾气脱硝:一定条件下,将p(CH4)p(NO)p(O2)=1150的气体与Ar混合,匀速通过催化脱硝反应器,测得NO去除率和CH4转化率随反应温度的变化如图。

    当温度低于780K时,NO的去除率随温度升高而升高,可能原因是;高于780K时,NO的去除率随温度升高而降低,结合(1)的信息分析其可能原因是

    (3)、中国科学家利用Cu催化剂实现电化学脱硝。通过理论计算推测电解池阴极上NO可能的转化机理及转化步骤的活化能分别如下(*表示催化剂表面吸附位,如NOH*表示吸附于催化剂表面的NOH)。

    I.NO+H++e+*NOH*

    Ⅱ.NOH*+H++eN*+H2O Ea=52.37kJmol1

    Ⅲ.N*+H++eNH*Ea=40.33kJmol1

    Ⅳ.NH*+H++eNH2*Ea=48.16kJmol1

    V.NH2*+H++eNH3*Ea=45.15kJmol1

    上述反应机理中,Ⅱ~V中速率最慢的步骤是。若电路中有1mmol电子流过,其中生成NH3的选择性为95%,电解池阴极生成的NH3的物质的量为mmol。

  • 25. 聚苯乙烯是一类重要的高分子材料,可通过苯乙烯聚合制得。
    (1)、Ⅰ.苯乙烯的制备
    已知下列反应的热化学方程式:

    C6H5C2H5(g)+212O2(g)=8CO2(g)+5H2O(g)ΔH1=4386.9kJmol1

    C6H5CH=CH2(g)+10O2(g)=8CO2(g)+4H2O(g)ΔH2=4263.1kJmol1

    H2(g)+12O2(g)=H2O(g)ΔH3=241.8kJmol1

    计算反应④C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g)ΔH4=kJmol1

    (2)、在某温度、100kPa下,向反应器中充入1mol气态乙苯发生反应④,其平衡转化率为50%,欲将平衡转化率提高至75%,需要向反应器中充入mol水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应);
    (3)、在913K100kPa下,以水蒸气作稀释气。Fe2O3作催化剂,乙苯除脱氢生成苯乙烯外,还会发生如下两个副反应:

    C6H5C2H5(g)C6H6(g)+CH2=CH2(g)

    C6H5C2H5(g)+H2(g)C6H5CH3(g)+CH4(g)

    以上反应体系中,芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S(S=×100%)随乙苯转化率的变化曲线如图所示,其中曲线b代表的产物是 , 理由是

      

    (4)、关于本反应体系中催化剂Fe2O3的描述错误的是____;
    A、X射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构 B、Fe2O3可改变乙苯平衡转化率 C、Fe2O3降低了乙苯脱氢反应的活化能 D、改变Fe2O3颗粒大小不影响反应速率
    (5)、Ⅱ.苯乙烯的聚合

    苯乙烯聚合有多种方法,其中一种方法的关键步骤是某Cu(Ⅰ)的配合物促进C6H5CH2X(引发剂,X表示卤素)生成自由基C6H5CH2· , 实现苯乙烯可控聚合。

    引发剂C6H5CH2ClC6H5CH2BrC6H5CH2I中活性最高的是
    (6)、室温下,①Cu+在配体L的水溶液中形成[Cu(L)2]+ , 其反应平衡常数为K;②CuBr在水中的溶度积常数为Ksp。由此可知,CuBr在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为(所有方程式中计量系数关系均为最简整数比)。
  • 26. 镁基储氢材料MgH2具有储氢量高、成本低廉等优点,发展前景广阔。

    Ⅰ.MgH2热分解放出H2

    MgH2(s)Mg(s)+H2(g)    ΔH=+75kJ/mol

    该反应的能量变化如图。

    (1)、E1=
    (2)、提高H2平衡产率的措施有(答2条)。
    (3)、Ⅱ.MgH2水解制备H2

    MgH2与H2O反应制备H2的化学方程式是

    (4)、MgH2与H2O反应时,最初生成H2的速率很快,但随后变得很缓慢,原因是
    (5)、MgCl2、NiCl2、CuCl2等盐溶液能提升MgH2的水解性能。1mol/L的几种盐溶液对MgH2水解制备H2的性能曲线如图。

    已知:ⅰ.

    物质

    Mg(OH)2

    Ni(OH)2

    Cu(OH)2

    Ksp

    5.6×10-12

    5.5×10-16

    2.2×10-20

    ⅱ.MgH2在MCl2(M代表Mg、Ni、Cu)溶液中水解的示意图如图。

    ①NiCl2溶液制备H2的性能优于MgCl2溶液,原因是

    ②MgH2在MgCl2溶液中制备H2的性能不如在NiCl2溶液中优异,但使用MgCl2溶液利于发展“镁-氢”循环经济,原因是

    ③CuCl2溶液制备H2的性能不如NiCl2溶液,可能的原因是