2023年高考化学二轮复习试题（新高考专用）专题06化学反应与能量变化含解析

这是一份2023年高考化学二轮复习试题（新高考专用）专题06化学反应与能量变化含解析，共22页。试卷主要包含了已知，与CO主要发生如下反应等内容，欢迎下载使用。
 高考解密06 化学反应与能量变化
A组 基础练


1．（2022·江苏泰州·模拟预测）恒压条件下，密闭容器中将CO2、H2按照体积比为1：3合成CH3OH，其中涉及的主要反应如下：
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)        △H1= -49kJ·mol-l
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)        △H2= 41kJ·mol-l
在不同催化剂作用下发生反应I和反应Ⅱ，在相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图

已知：CH3OH的选择性=
下列说法正确的是
A．反应 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)        △H= 90kJ·mol-1
B．合成甲醇的适宜工业条件是290℃，催化剂选择CZ(Zr-1)T
C．230℃以上，升高温度CO2的转化率增大，但甲醇的产率降低，原因是230℃以上，升温对反应Ⅱ的影响更大
D．保持恒压恒温下充入氦气，不影响CO2的转化率
【答案】C
【解析】A．根据盖斯定律由Ⅰ-Ⅱ可得热化学方程式为：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，△H= △H1-△H2=（-49kJ·mol-l）-41kJ·mol-l =-90kJ·mol-1，A错误；B．由图可知在相同温度下CZ(Zr-1)T催化剂对甲醇的选择性更高，温度为230℃时甲醇的产率最高，B错误；C．230℃以上，升高温度，反应Ⅰ为放热反应，平衡逆向移动，甲醇的产率降低，反应Ⅱ为吸热反应，平衡正向移动，CO2的转化率增大，升温对反应Ⅱ的影响更大，C正确；D．恒压恒温下充入氦气，，反应体系的体积变大，相当于减压，对CO2的转化率有影响，D错误； 故选C。
2．（2022·上海闵行·一模）由和反应生成和的能量变化如图所示。下列说法正确的是

A．反应消耗吸热
B．反应物的总键能小于生成物的总键能
C．加入催化剂，可以減少反应热，加快反应速率
D．相同条件下，反应物、生成物和过渡态中的物质，过渡态中的物质最稳定
【答案】B
【解析】A．反应物总能量高于生成物总能量，属于放热反应，即反应消耗放热，A错误；B．属于放热反应，则反应物的总键能小于生成物的总键能，B正确；C．加入催化剂，可以改变活化能，加快反应速率，但不能改变少反应热，C错误；D．相同条件下，反应物、生成物和过渡态中的物质，过渡态的能量最高，过渡态最不稳定，D错误；答案选B。
3．（2022·上海上海·一模）化学反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是

A．该反应在光照和点燃条件下的反应热效应是相同的
B．气态氢原子的能量低于氢气的能量
C．与形成时释放能量
D．该反应的热化学反应方程式：
【答案】B
【解析】A．化学反应的热效应只与反应的始态和终态有关，而与反应的途径无关，该反应在光照和点燃条件下的反应热效应是相同的，A正确；B．氢气断键吸收能量得到气态氢原子，故气态氢原子的能量高于氢气的能量，B错误；C．根据图像可知与形成时释放能量，C正确；D．该反应放出(862-679)kJ=183 kJ热量，热化学反应方程式为，D正确；故选B。
4．（2022·辽宁实验中学模拟预测）科技工作者运用DFT计算研究在甲醇钯基催化剂表面上制氢的反应历程如图所示。其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是

A．吸附在催化剂表面是一个吸热过程
B．甲醇在不同催化剂表面上制氢的反应历程完全相同
C．的
D．是该历程的决速步骤
【答案】D
【解析】A．由图可知，吸附在催化剂表面生成物的总能量低于反应物的总能量，为放热过程，故A错误；B．催化剂可以改变的路径，使用不同的催化剂，反应的历程不同，故B错误；C．CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g)的△H=生成物相对能量-反应物相对能量=(97.9-0)kJ•mol-1=+97.9kJ•mol-1，故C错误；D．由图可知，该历程中最大能垒(活化能)就是由-65.7kJ•mol-1上升到113.9kJ•mol-1，E正=(113.9+65.7)=179.6kJ•mol-1，活化能越大反应速率越慢，的反应速率最慢，是该历程的决速步骤，故D正确；故选D。
5．（2022·全国·模拟预测）一定条件下，在水溶液中(x=0，1，2，3，4)的相对能量(kJ)大小如图所示。下列有关说法正确的是

A．上述离子中最稳定的是C
B．B→A+D反应的热化学方程式为  
C．C→B+D的反应物的键能之和大于生成物的键能之和
D．上述离子中结合能力最强的是E
【答案】B
【解析】由图可知A为Cl-，B为ClO-，C为，D为。A．物质具有的能量越低越稳定，由图可知，最稳定的是A，A错误；B．B→A+D反应的化学方程式为，反应热等于生成物的总能量减去反应物的总能量，故，B正确；C．由图可知，C→B+D的热化学方程式为，反应热等于生成物的总能量减去反应物的总能量，故，反应热还等于反应物键能之和减去生成物键能之和，该反应放热，故反应物的键能之和小于生成物的键能之和，C错误；D．酸越弱，酸根离子结合氢离子能力越强，同种元素的含氧酸，化合价越高，酸性越强，故酸性HClO3>HClO2>HClO，结合氢离子能力ClO-最强，即结合氢离子能力最强的B，D错误；故选B。
6．（2022·湖北·模拟预测）“萨巴蒂尔反应”原理为CO2+4H2=CH4+2H2O ΔH，部分反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物质用“*”标注，Ts表示过渡态。下列说法正确的是

A．ΔH=-2.05 eV·mol-1
B．该部分反应历程的决速步骤为*CO2+*H=*HOCO
C．物质从吸附在催化剂表面到过渡态均放出能量
D．过程中存在极性键与非极性键的断裂与形成
【答案】B
【解析】A． CO2(g)+H2(g)=*CO(g)+H2O(g)，ΔH=-2.05 eV·mol-1，该过程为部分反应历程的能量变化，故A错误；B．慢反应决定总反应速率，该部分反应历程中*CO2+*H=*HOCO的活化能最大，反应速率最慢，所以决速步骤为*CO2+*H=*HOCO，故B正确；C．由图可知，物质从吸附在催化剂表面到过渡态需要吸收能量，故C错误；D．该部分历程中存在极性键的断裂和形成与非极性键的断裂，没有非极性键的形成，故D错误；选B。
7．（2022·浙江·一模）在标准状况下由指定单质生成1mol化合物时的恒压反应热，叫做标准摩尔生成焓，用符号△fH表示。而离子的标准生成焓是指从指定单质生成1mol溶于足够大量水中(无限稀释)的离子时所产生的热效应，并规定以H+为基准并指定其标准生成焓为0。相关数据如表[(cr)表示晶体状态，△fH表示标准摩尔反应焓变]。
物质
HCl
NaHCO3
NaCl
H2O
CO2
H+
Na+
Cl-
HCO
状态
(g)
(cr)
(cr)
(l)
(g)
(aq)
(aq)
(aq)
(aq)
△fH/kJ•mol-1
-92.3
-950.8
-411.2
-285.8
-393.5
0
-240.1
-167.2
-692
下列说法不正确的是
A．HCl(g)=H+(aq)+Cl-(aq)    △fH=-74.9kJ/mol
B．NaCl晶体溶于水并无限稀释的过程需吸收热量
C．标准状况下将HCl气体通入NaHCO3溶液，反应吸热
D．等量粉末状和块状NaHCO3晶体溶于水(无限稀释)时，块状晶体吸收热量更多
【答案】C
【解析】A．由题中标准摩尔生成焓的定义可得反应HCl(g)=H+(aq)+Cl-(aq)的，A正确；B．由题可知反应的，，反应为吸热反应，B正确；C．由题可知反应的，可得，反应为放热反应，C错误；D．由题可知反应的，可得，反应为吸热反应，块状晶体与水的接触面积小，离子与水结合放出的能量小，吸收热量更多，D正确；故选C。
8．（2023·广东·深圳市光明区高级中学模拟预测）已知：298K时，相关物质的相对能量如图所示。下列说法错误的是。

A．CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ∆H=-566kJ∙mol-1
B．H2的燃烧热为∆H=-242kJ∙mol-1
C．C2H6比C2H4稳定
D．CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)是放热反应
【答案】B
【解析】A．CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)2CO2(g)  ∆H=[(-393×2)-(-110×2+0)] kJ∙mol-1=-566kJ∙mol-1，A正确；B．H2的燃烧热为∆H=[(-286)-(0+×0)] kJ∙mol-1=-286kJ∙mol-1，B错误；C．C2H6的能量为-84kJ∙mol-1，C2H4的能量为52kJ∙mol-1，物质具有的能量越低，稳定性越强，则C2H6比C2H4稳定，C正确；D．CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)  ∆H=[(-393+0)-(-110-242)] kJ∙mol-1=-41kJ∙mol-1，是放热反应，D正确；故选B。
9．（2022·四川·成都七中模拟预测）(s)与CO(g)主要发生如下反应。
①    
②    
反应的还原产物与温度密切相关。其他条件一定，(s)和CO(g)反应达平衡时，CO(g)的体积分数随温度的变化关系如图所示。下列说法不正确的是

A．反应的焓变为
B．根据图象推测，应当小于0
C．反应温度越高，主要还原产物中铁元素的价态越低
D．温度高于1040℃时，(s)和CO(g)发生的主要反应的化学平衡常数
【答案】C
【解析】反应的还原产物与温度密切相关。根据(s)和CO(g)反应达平衡时，CO(g)的体积分数随温度的变化关系，温度低于570℃时，随温度升高，CO(g)的体积分数增大，可知温度低于570℃时，主要发生反应；温度高于570℃时，随温度升高，CO(g)的体积分数减小，可知温度高于570℃时，主要发生反应。A．根据盖斯定律(②-①)得的焓变为，故A正确；B．根据图象，温度低于570℃时，随温度升高，CO(g)的体积分数增大，可知小于0，故B正确；C．温度低于570℃时，主要还原产物为Fe，温度高于570℃时，主要还原产物为FeO，故C错误；D．温度高于1040℃时，(s)和CO(g)发生的主要反应为；温度高于1040℃时，CO(g)的体积分数小于20%，化学平衡常数，故D正确；选C。
10．（2022·河北·霸州市第一中学模拟预测）低碳经济已成为人们一种新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。回答下列问题：
(1)用催化加氢可以制取乙烯：，该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应的_______(用含a、b的式子表示)。相关化学键的键能如下表，实验测得上述反应的，则表中反应过程的_______。

化学键
C=O
H-H
C=C
C-H
H-O
键能()
x
436
764
414
464
(2)工业上用和反应合成二甲醚。
已知：
    
    
则    _______。
(3)用表示阿伏加德罗常数的值，在(g)完全燃烧生成和液态水的反应中，每有5个电子转移时，放出650kJ的热量。的热值为_______。
(4)二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。科学家提出由制取C的太阳能工艺如图。

①工艺过程中的能量转化形式为_______。
②已知“重整系统”发生的反应中，则(y＜8)的化学式为___，“热分解系统”中每转移2mol电子，需消耗__mol。
【答案】(1) 803
(2)
(3)50KJ·g-1
(4)太阳能转化为化学能          1
【解析】（1）根据反应热等于正反应活化能-逆反应的活化能分析，该反应热为。根据反应热=反应物的键能总和-生成物的键能总和计算，有 ，解x=803。
（2）根据盖斯定律分析，①    ，②    ，有①×2-②得    -53.7×2-23.4=-130.8。
（3）表示阿伏加德罗常数的值，在(g)完全燃烧生成和液态水的反应中，每有5个电子转移时，说明有0.5mol乙炔反应，放出650kJ的热量，则1mol乙炔完全燃烧放出的热量为1300kJ，则的热值为 。
（4）①工艺过程中的能量转化形式为太阳能变化学能。
②已知“重整系统”发生的反应中，根据反应中的质量守恒分析，则x:y=6:8,则(y＜8)的化学式为，反应方程式为,反应中转移4个电子，故“热分解系统”中每转移2mol电子，需消耗1mol。
B组 提升练


1．（2023·浙江省东阳中学模拟预测）乙烯是重要的工业原材料，中科院设计并完成了催化氧化制取的新路径，
其主要反应为：反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
一定条件下，向容积为的容器中通入和，若仅考虑上述反应，平衡转化率和平衡时的选择性随温度、压强的关系如图所示，代表不同压强下乙烷的平衡转化率。

已知：

下列说法正确的是
A．压强
B．压强为、温度为T时，反应达平衡时，混合气体中
C．一定温度下，增大可提高的平衡转化率
D．反应
【答案】B
【解析】根据图像可知，L1和L2是乙烷转化率随温度变化的等压线，结合两个方程式的气体分子数变化可推断L1和L2的压强大小；根据图像中温度为T时，L1等压线乙烷转化率为50%，其中乙烯的选择性为80%，列出两个选择性反应的三段式可进行相关计算。
A．Ⅰ和Ⅱ反应前后气体分子数都增大，相同温度下，压强越大都有利于Ⅰ和Ⅱ反应的平衡逆移，乙烷的转化率减小，由图像可知，L2压强大乙烷转化率低，A错误；
B．根据题意和分析，Ⅰ和Ⅱ反应的三段式为：，，平衡时混合气体中，B正确；C．一定温度下，增大 ，C2H6的平衡转化率下降，C错误；D．反应 ΔH=2ΔH1-ΔH2，D错误；答案选B。
2．（2022·湖南长沙·模拟预测）笑气(）是工业废气，近年发现它有很强的温室效应，在催化剂下，CO还原是有效的去除方法，反应为，其反应历程如图。下列说法错误的是

A．为催化剂
B．无催化剂参与反应过程的能垒为188.3kJ/mol
C．根据图示，催化反应可分为两个半反应：、
D．从Im4到Im5有极性键和非极性键的断裂和生成
【答案】D
【解析】虚线代表无催化剂参与反应过程，实线代表有催化剂参与反应过程，能垒即活化能，全程参与反应，起到催化剂的作用，根据图中结构判断键的改变情况。
A．根据图示可知，在第一步反应作为反应物，最后一步反应作为生成物，且有参与过程活化能降低，A正确；B．虚线代表无催化剂参与反应过程，故最高能垒（活化能），为最高的点和起点的相对能量之差，B正确；C．由图示信息可以看出，催化的过程中会有氮气和中间产物的生成，且一氧化碳会与结合，产生二氧化碳和，C正确；D． 从Im4到Im5结构变化可以看出，有铁氧之间的极性键断裂，有氧氧之间非极性键的生成，但是没有极性键的生成，和非极性键的断裂，D错误；故本题选D。
3．（2022·浙江·绍兴市教育教学研究院一模）HCl(g)溶于大量水的过程放热，循环关系如图所示：

下列说法不正确的是
A．，
B．若将循环图中Cl元素改成Br元素，相应的
C．
D．
【答案】C
【解析】结合转化过程，HCl（g）转化为H（g）、Cl（g）吸收能量，H（g）→H+（g）、Cl（g）→Cl-（g）放出热量，H+（g）→H+（aq）、Cl-（g）→Cl-（aq）放出热量。
A．总反应放热，根据转化过程氢离子、氯离子溶于水的过程放出热量，，，A正确；B．Cl的非金属性大于Br，放热反应焓变为负值，，B正确；C．根据转化过程=，C错误；D．H原子非金属性小于Cl原子，，故，D正确；故选C。
4．（2022·浙江·湖州市教育科学研究中心一模）在298K和100kPa压力下，已知金刚石和石墨的熵、燃烧热和密度分别为：
物质
S/(J·K−1·mol−1)
∆H/(kJ·mol−1)
ρ/(kg·m−3)
C(金刚石)
2.4
−395.40
3513
C(石墨)
5.7
−393.51
2260
此条件下，对于反应C(石墨)→C(金刚石)，下列说法正确的是
A．该反应的∆H＜0，∆S＜0
B．由公式∆G＝∆H−T∆S可知，该反应∆G＝985.29kJ·mol−1
C．金刚石比石墨稳定
D．超高压条件下，石墨有可能变为金刚石
【答案】D
【解析】A．根据燃烧热的定义可知：C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-395.40kJ·mol−1，C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.51kJ·mol−1，反应C(石墨)→C(金刚石)的ΔH=(-393.51kJ·mol−1)-(-395.40kJ·mol−1)=1.89kJ·mol−1＞0，ΔS=S(金刚石)-S(石墨)=2.4J·K−1·mol−1-5.7J·K−1·mol−1=-3.3J·K−1·mol−1＜0，A错误；B．由公式∆G=∆H−T∆S可知，该反应∆G=1.89kJ·mol−1-298K´(-3.3J·K−1·mol−1)=2.8734kJ·mol−1，B错误；C．由A选项可知，反应C(石墨)→C(金刚石)是吸热反应，说明质量相同时，石墨的能量较低，则石墨比金刚石稳定，C错误；D．由于金刚石的密度比石墨大，故质量相同时，金刚石的体积小，则反应C(石墨)→C(金刚石)是体积减小的过程，由影响相变速率的因素可知，随着体积差的增大，增大压强，成核速率加快，有利于相变向密度大的多面体方向转变；故超高压条件下，石墨有可能变为金刚石，D正确；故选D。
5．（2022·湖南郴州·一模）正丁烷除直接用作燃料外，还用作亚临界生物技术提取溶剂、制冷剂和有机合成原料。已知：
反应1：
反应2：
反应3：
回答下列问题：
(1)设为物质的量分数平衡常数，对于反应，其表达式写法：，为各组分的物质的量分数。
反应1、2、3以物质的量分数表示的平衡常数与温度的变化关系如图所示：

①反应1，正反应的活化能_______逆反应的活化能(填“大于”、“等于”或“小于”)
②稳定性A_______B(填“大于”或“小于”)：
③的数值范围是_______(填标号)
A．     B．     C．0~1     D．
(2)为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入2mol正丁烷，控制一定温度，测得正丁烷的平衡转化率为。已知反应3的平衡常数，则平衡体系中A的物质的量为_______mol，反应2的平衡常数_______。同温同压下，再向该容器中充入一定量惰性气体He，反应2的化学平衡将_______(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。平衡时，与A物质的量浓度之比_______。
【答案】(1)小于     小于     D
(2)0.4α          逆向移动     5:1
【解析】（1）反应1、2、3以物质的量分数表示的平衡常数随温度的升高而降低，说明反应1、2、3为放热反应，故反应1的正反应的活化能小于逆反应的活化能。反应3中A向B的转化是放热反应，则A的能量高，B的能量低，A的稳定性小于B的稳定性。由盖斯定律可知，反应1-反应2=反应3，则， ，且反应1、2、3为放热反应即Ⅱ D．进程Ⅳ中，Z没有催化作用
【答案】AD
【解析】A．由图中信息可知，进程Ⅰ中S的总能量大于产物P的总能量，因此进程I是放热反应，A说法正确；B．进程Ⅱ中使用了催化剂X，但是催化剂不能改变平衡产率，因此在两个进程中平衡时P的产率相同，B说法不正确；C．进程Ⅲ中由S•Y转化为P•Y的活化能高于进程Ⅱ中由S•X转化为P•X的活化能，由于这两步反应分别是两个进程的决速步骤，因此生成P的速率为Ⅲ