精品高考化学真题分类解析【F单元】化学反应与能量(含答案).DOC
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1、高考化学复习备考精品资料F单元化学反应与能量 F1 化学反应与能量变化27F1、G1、G2、G3、G4、G52012浙江卷 甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有:化学方程式焓变H(kJ/mol)活化能Ea(kJ/mol)甲烷氧化CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)802.6125.6CH4(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)322.0172.5蒸汽重整CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)206.2240.1CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)165.0243.9回答下列
2、问题:(1)反应CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)的H_kJ/mol。(2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率_甲烷氧化的反应速率(填“大于”、“小于”或“等于”)。(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作Kp),则反应CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)的Kp_;随着温度的升高,该平衡常数_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(4)从能量角度分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于_。(5)在某一给定进料比的情况下,温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如图所示:图0若要达到H2物质的量分数65%、CO物质的量分数
3、65%,CO物质的量分数65%,CO物质的量分数65%,CO物质的量分数10%,则温度要高于750 低于约725 ,矛盾。起始进料时H2的物质的量分数为0,结合图象可知600 ,0.1 MPa的条件下,平衡时系统中H2的物质的量分数达到70%,故可容易画出H2的物质的量分数随时间变化的示意图。(6)会使甲烷氧化,H2也会与O2反应,使得CH4参加蒸汽重整的物质的量减小。7F1、I3、K1、I12012浙江卷 下列说法不正确的是()A利用太阳能在催化剂参与下分解水制氢是把光能转化为化学能的绿色化学方法B蔗糖、淀粉、油脂及其水解产物均为非电解质C通过红外光谱分析可以区分乙醇与乙酸乙酯D石油催化裂化
4、的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量;石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃7B解析 A项,太阳能光解水过程将太阳能转化为H2和O2中的化学能贮存,间接利用太阳能,正确;B项,蔗糖水解产生葡萄糖和果糖,淀粉水解产生葡萄糖,均为非电解质,而油脂水解产生丙三醇和高级脂肪酸,其中高级脂肪酸为电解质,不正确;C项,红外光谱分析可以确定有机物分子的结构,乙醇和乙酸乙酯结构不同,正确;D项,石油裂化与裂解目的不同,裂化的目的是提高轻质油产量和质量,而裂解的目的是为了得到短链不饱和烃,正确。10F1、G52012天津卷 金属钨用途广泛,主要用于制造硬质或耐高温的合金,以及灯泡的灯丝。高温下
5、,在密闭容器中用H2还原WO3可得到金属钨,其总反应为:WO3(s)3H2(g)W(s)3H2O(g)请回答下列问题:(1)上述反应的化学平衡常数表达式为_。(2)某温度下反应达到平衡时,H2与水蒸气的体积比为23,则H2的平衡转化率为_;随温度的升高,H2与水蒸气的体积比减小,则该反应为_反应(填“吸热”或“放热”)。(3)上述总反应过程大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下表所示:温度25 550 600 700 主要成分WO3W2O5 WO2W第一阶段反应的化学方程式为_;580 时,固体物质的主要成分为_;假设WO3完全转化为W,则三个阶段消耗H2物质的量之比为_。(4)已知
6、:温度过高时,WO2(s)转变为WO2(g):WO2(s)2H2(g)W(s)2H2O(g)H66.0 kJmol1WO2(g)2H2(g)W(s)2H2O(g)H137.9 kJmol1则WO2(s)WO2(g)的H_。(5)钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发,使灯丝变细,加入I2可延长灯管的使用寿命,其工作原理为:W(s)2I2(g)WI4(g)。下列说法正确的有_。a灯管内的I2可循环使用bWI4在灯丝上分解,产生的W又沉积在灯丝上cWI4在灯管壁上分解,使灯管的寿命延长d温度升高时,WI4的分解速率加快,W和I2的化合速率减慢10答案 (1)K(2)60%吸热(3)2WO3H2W2O5
7、H2OW2O5、WO2114(4)203.9 kJmol1(5)a、b解析 本题考查化学平衡与热化学。(1)因固体或纯液态物质的浓度视为常数,故依据反应式可直接写出反应的平衡常数K。(2)设反应起始时加入H2的物质的量为5x,利用“氢守恒”,结合题给数据可知平衡时消耗H2的物质的量为3x,故H2的转化率为60%;升高温度,氢气与水蒸气的体积比减少说明反应正向移动,因此正反应为吸热反应。(3)利用表中信息可知在第一阶段WO3与H2作用生成W2O5和H2O,所以反应的方程式为:2WO3H2W2O5H2O;在550 时生成W2O5,在600 时生成WO2,故在580 时反应得到产物为W2O5与WO2
8、的固体混合物;假设1 mol WO3完全反应,利用三个阶段的反应可知分别消耗氢气的物质的量为:0.5 mol、0.5 mol、2 mol,故三个阶段消耗氢气的物质的量之比为114。(4)利用“盖斯定律”,将热化学方程式即可得到反应的H。(5)利用灯管工作的温度变化,结合反应条件可知灯管内的碘可循环利用;WI4在高温时分解一定在灯丝表面,生成固态钨沉积在灯丝上,从而延长灯管寿命;升高温度,反应速率都变快。9F12012全国卷 反应ABC(H0),XC(H0)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是()图09D解析 本题考查化学反应中的能量转化。由ABX为吸热反应,故X的能量高于AB的能
9、量,可排除A项和C项;而总反应ABC为放热反应,故C的能量小于AB的能量,B项错误,而D项正确。4F12012江苏卷 某反应的反应过程中能量变化如图0所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是()图0A该反应为放热反应B催化剂能改变该反应的焓变C催化剂能降低该反应的活化能D逆反应的活化能大于正反应的活化能4C解析 本题考查化学反应中的能量变化。A项,从图中看,反应物的总能量低于生成物的总能量,故为吸热反应,错;B项,焓变是指反应物与生成物之间的能量差值,与反应过程无关,错;C项,加入催化剂之后,E2变小,说明活化能减小了,正确。10A2F1H12012福建
10、卷 下列说法正确的是()A0.5 mol O3与11.2 L O2所含的分子数一定相等B25 与60 时,水的pH相等C中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸所消耗的n(NaOH)相等D2SO2(g)O2(g)=2SO3(g)和4SO2(g)2O2(g)=4SO3(g)的H相等10C解析 A项,没有指明在标准状况下,故无法计算出11.2 L O2的物质的量,错;B项,水的离子积常数随温度的升高而增大,对应pH随温度升高而减小,错;C项,等体积等物质的量浓度的盐酸和醋酸,虽然醋酸是弱电解质,但随着中和反应的进行,氢离子不断电离出来,其氢离子的物质的量与盐酸的相同,故消耗NaOH的物质的量相等,正
11、确;D项,H数值与方程式中化学计量数成比例关系,错。12F12012北京卷 人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料。图0是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图,下列说法不正确的是()图0A该过程是将太阳能转化为化学能的过程B催化剂a表面发生氧化反应,有O2产生C催化剂a附近酸性减弱,催化剂b附近酸性增强D催化剂b表面的反应是CO22H2e=HCOOH12C解析 本题考查化学反应与能量的转化,意在考查考生对新信息的接收、整合能力。由题干叙述知该过程利用太阳能使CO2与H2O转化为HCOOH,实现了太阳能转化为化学能的过程,A项正确;利用图示中电子转移可知催化剂a表面发生反
12、应:2H2O4e4HO2,可见在催化剂a上有O2产生,因同时生成H,使催化剂a附近酸性增强,所以可知B项正确、C项错误;H透过质子交换膜到达催化剂b处与CO2发生反应:CO22H2eHCOOH,D项正确。7F1 E3 B2 A22012安徽卷 科学家最近研究出一种环保、完全的储氢方法,其原理可表示为:NaHCO3H2HCOONaH2O下列有关说法正确的是()A储氢、释氢过程均无能量变化BNaHCO3、HCOONa均含有离子键和共价键C储氢过程中,NaHCO3被氧化D释氢过程中,每消耗0.1 mol H2O放出2.24 L的H27B解析 本题以新的储氢方法为背景,综合考查化学反应与能量、化学键、
13、氧化还原反应等知识,同时考查考生接受、吸收、整合化学信息的能力。化学反应过程中一定伴随着能量的变化,A项错误;NaHCO3、HCOONa均为离子化合物,含有离子键,在HCO、HCOO中均含有共价键,B项正确;储氢过程中NaHCO3被还原,C项错误;D项没有说明气体所处的状态,错误。 F2 反应热的计算与重要的反应热12F22012重庆卷 肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图0所示。已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ):NN为942、O=O为500,NN为154,则断裂1 mol NH键所需的能量(kJ)是()图0A194B391C516 D65812B解析 本题考
14、查反应热的计算:H反应物的总键能生成物的总键能。设NH键的键能为y,则有:534 kJ/mol4y154 kJ/mol500 kJ/mol2752 kJ/mol,解得y391 kJ/mol。31I3、J2、A1、B3、G1、J4、G3、F2、F32012广东卷 碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50 molL1KI、0.2%淀粉溶液、0.20 molL1K2S2O8、0.10 molL1Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。已知:S2O2I=2SOI2(慢)I22S2O=2IS4O(快)(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶
15、液中的_耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色,为确保能观察到蓝色,S2O与S2O初始的物质的量需满足的关系为:n(S2O)n(S2O)_。(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:实验序号体积V/mLK2S2O3溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液10.00.04.04.02.09.01.04.04.02.08.0Vx4.04.02.0表中Vx_mL,理由是_。(3)已知某条件下,浓度c(S2O)反应时间t的变化曲线如图13,若保持其他条件不变,请在答题卡坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O)t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。图13(4)碘也可用作
16、心脏起搏器电源锂碘电池的材料。该电池反应为:2Li(s)I2(s)2LiI(s)H已知:4Li(s)O2(g)2Li2O(s)H14LiI(s)O2(g)2I2(s)2Li2O(s)H2则电池反应的H_;碘电极作为该电池的_极。31答案 (1)S2O (其他合理写法也可)2(2)2.0保持溶液总体积相同,仅改变S2O的浓度而其他物质浓度不变(3)(4)正解析 本题考查碘的检验与离子方程式的简单计算、完成实验方案探究反应物浓度对化学反应速率的影响、画出降低反应温度和加入催化剂时反应物浓度随时间变化示意图、根据盖斯定律计算反应热、根据锂碘电池反应判断碘电极的电极类型等问题,考查考生接受、吸收、整合
17、化学信息的能力,分析有关问题和解决化学反应速率等问题的能力,以及简单化学计算能力和实验探究能力。(1)当Na2S2O3足量时,已知S2O2I=2SOI2的反应速率慢,I22S2O=2IS4O的反应速率快,则I2的生成速率小于消耗速率,即溶液中只有I而无I2,淀粉溶液遇I不变色;当Na2S2O3耗尽时,S2O与I反应生成I2,淀粉溶液遇生成的I2变蓝;设Na2S2O3为2 mol,则S2O的初始物质的量为2 mol,由I22S2O=2IS4O可知,I2大于1 mol时才能耗尽2 mol S2O,过量的I2才能使淀粉溶液变为蓝色,由S2O2I=2SOI2可知,S2O的初始物质的量必须大于1 mol
18、,才能使生成的I2大于1 mol,因此初始时S2O与S2O的物质的量之比一定小于21;(2)只有其他条件相同时,才能实验探究反应物浓度对化学反应速率的影响规律,因此实验的溶液总体积一定相同,则8.0Vx9.01.010.00.0,所以Vx2.0,仅使反应物中S2O的浓度改变,而其他物质浓度不变,控制变量探究才能得出合理的实验结论;(3)降低反应温度,反应速率减小,单位时间内消耗的S2O减少,相同时间内减小的c(S2O)变小,则反应停止之前的图像应画在已知曲线的右边;当S2O过量时,反应停止,c(S2O)不随时间增加而改变,与已知曲线重叠在一起。加入催化剂,反应速率明显增大,单位时间内消耗的S2
19、O明显增大,相同时间内减小的c(S2O)变大,则反应停止之前的图像应画在已知曲线的左边;当S2O过量时,反应停止,c(S2O)不随时间增加而改变,也与已知曲线重叠在一起;(4)给已知两个热化学方程式依次编号为、,观察可知得锂碘电池反应的热化学方程式,根据盖斯定律可知,H;原电池的负极一定发生氧化反应,正极一定发生还原反应,该电池反应中碘元素的化合价由0价降低为1价,发生还原反应,说明碘电极作正极,而锂元素的化合价由0价升高为1价,发生氧化反应,说明锂电极作负极。26F2、G32012北京卷 (13分)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。反应A:4HC
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- F单元 精品 高考 化学 分类 解析 单元 化学反应 能量 答案
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