山西高考化學(xué)三年（2021-2023）模擬題匯編-09化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

?山西高考化學(xué)三年（2021-2023）模擬題匯編-09化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)

一、單選題
1．（2022·山西晉中·統(tǒng)考一模）一種基于光催化劑MeOx(某金屬氧化物)催化氮還原制取氨的反應(yīng)過程如圖所示(圖中h+表示空穴)，下列說法錯(cuò)誤的是

A．H+和N2是反應(yīng)物，H2O是中間體
B．導(dǎo)帶上發(fā)生的反應(yīng)為2H2O+4h+=4H++O2↑
C．光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能
D．該過程總反應(yīng)可表示為2N2+6H2O4NH3+3O2
2．（2021·山西太原·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）一定溫度下，某定容密閉容器中充入和，發(fā)生反應(yīng)：，其能量變化如圖所示。由圖可知

A．該反應(yīng)的
B．使用催化劑可以改變?cè)摲磻?yīng)的
C．?dāng)噫I吸收總能量小于成鍵釋放總能量
D．若容器中氣體密度不變，則反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)

二、原理綜合題
3．（2023·山西·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）甲烷的直接轉(zhuǎn)化具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因此備受科學(xué)家關(guān)注?；卮鹣铝袉栴}：
(1)用絲光沸石作催化劑可實(shí)現(xiàn)甲烷直接轉(zhuǎn)化制備甲醇，合成方法有以下兩種：
方法I：?? kJ?mol
方法Ⅱ：??
已知：的燃燒熱 kJ?mol；?? kJ?mol。
則。
(2)某工廠采用(1)中方法I生產(chǎn)甲醇。在恒溫恒壓的密閉容器內(nèi)充入1 mol 、0.5 mol 和0.5 mol He，測(cè)得壓強(qiáng)為p MPa，加入合適催化劑后開始反應(yīng)，測(cè)得容器的體積變化如下。
反應(yīng)時(shí)間/min
0
10
20
30
40
50
容器體積/L
4
3.7
3.55
3.45
3.4
3.4
①下列能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 (填標(biāo)號(hào))。
A．單位時(shí)間內(nèi)生成1 mol 的同時(shí)生成1 mol
B．平衡常數(shù)不再變化
C．容器內(nèi)保持不變
D．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化
②的平衡轉(zhuǎn)化率為，該溫度下的平衡常數(shù)為 (為以分壓表示的平衡常數(shù)，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(3)北京化工大學(xué)某課題組提出了利用光解水產(chǎn)氫過程中形成的活性氧物種活化甲烷直接制甲醇[(1)中方法Ⅱ]的策略。下列說法正確的是___________(填標(biāo)號(hào))。

A．水在光陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成
B．生成·OH自由基是化學(xué)反應(yīng)
C．反應(yīng)過程中C、H、O元素化合價(jià)均發(fā)生改變
D．在25℃、容積為V L的容器中，適當(dāng)增大分壓，有助于提高的生成速率
(4)某大學(xué)采用甲烷電催化氧化法制備甲醇，研究發(fā)現(xiàn)在NaCl的堿性電解液中更容易生成，甲烷在催化劑上可能的反應(yīng)機(jī)理如下：
i：
ii：
iii：…
iv：
機(jī)理iii為。陰極的電極反應(yīng)式為。
4．（2023·山西·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）丙烯是產(chǎn)量?jī)H次于乙烯的基本有機(jī)原料之一，無氧脫氫制丙烯技術(shù)已經(jīng)工業(yè)化?；卮鹣铝袉栴}：
丙烷脫氫過程的主反應(yīng)為C3H8(g) C3H6(g)+H2(g) ΔH1=124.47 kJ/mol
副反應(yīng)為： i． C3H8(g)CH4(g) +C2H4(g) ΔH2=81.30 kJ/mol
ii． C2H4 (g)+H2(g) C2H6(g) ΔH3=- 136.94 kJ/mol
iii． C3H8(g)+H2(g) CH4(g)+C2H6(g) ΔH4
其中，主反應(yīng)脫氫的部分反應(yīng)路徑如圖1所示(TS 代表過渡態(tài)，Pt4代表鉑催化劑)。
??
(1)①計(jì)算副反應(yīng)iii的ΔH4= kJ/mol。
②由圖1知，主反應(yīng)脫氫的限速步驟是第 (填 “一”或“二”)個(gè)C- H斷鍵的反應(yīng)。有利于主反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是 (填 “高溫”“低溫”或“任意溫度”)。在高溫條件下C-C鍵斷裂的裂解反應(yīng)比C-H鍵斷裂的脫氫反應(yīng)容易，從動(dòng)力學(xué)角度考慮，為有利于主反應(yīng)發(fā)生應(yīng)控制的關(guān)鍵生產(chǎn)條件是。
(2)在壓強(qiáng)分別為0.1 MPa和0.01 MPa的條件下，C3H8和C3H6的平衡摩爾分?jǐn)?shù)(即物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))隨溫度的變化如圖2所示(不考慮副反應(yīng))。
??
①在a、b、c、d四條圖線中，分別表示0.01 MPa時(shí)C3H8和C3H6物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的是、。
②p點(diǎn)時(shí)C3H8的轉(zhuǎn)化率為，反應(yīng)的分壓平衡常數(shù)Kp= MPa。
(3)根據(jù)LHHW動(dòng)力學(xué)模型，生成C3H6的凈反應(yīng)速率v=k·P(C3H8)·(H2)，其k為速率常數(shù)。在剛性容器中進(jìn)行丙烷脫氫的反應(yīng)，達(dá)到平衡前，相同時(shí)間間隔內(nèi)，隨反應(yīng)進(jìn)行C3H6的增加量 Δn (填 “變大”“變小”或“不變”)，其原因是。
(4)四氫鋁鈉(NaAlH4) 是有機(jī)合成中重要的還原劑，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖3所示(b=2a)。已知NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值，該晶體的密度為 g/cm3。
??
5．（2023·山西呂梁·統(tǒng)考二模）丙烯是制備聚丙烯的單體，在催化劑作用下，可由丙烷直接脫氫制得。
已知：反應(yīng)I： C3H8(g) C3H6(g)+H2(g)??ΔH1 = +124. 3kJ·mol-1；
反應(yīng)II： H2O(g) H2(g)+ O2(g)???ΔH2= +242kJ·mol-1；
(1)丙烷可氧化直接脫氫發(fā)生反應(yīng)III 2C3H8(g) +O2(g) 2C3H6(g)+2H2O(g) ΔH3= kJ·mol-1，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的條件是在 (填“低溫”、“高溫”或“任意溫度”)下。
(2)向某絕熱恒容密閉容器內(nèi)充入一定量的C3H8和O2，發(fā)生反應(yīng)III．下列能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________ (填標(biāo)號(hào))。
A．容器內(nèi)氣體的密度不再改變
B．容器內(nèi)氣體的溫度不再改變
C．v正(O2)=2v逆 (C3H6)
D．容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變
(3)對(duì)于反應(yīng)III，v正=k正·p2(C3H8)·p2(O2)，v逆=k逆·p2(C3H6)·p2(H2O)。其中k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)，p為氣體分壓(分壓=物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)×總壓)。在TK下，按初始投料比n(C3H8)：n(O2)=2：1，n(C3H8)：n(O2)=1：1，n(C3H8)：n(O2)=1：2，得到不同壓強(qiáng)條件下C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率關(guān)系圖：

①a、b、c各曲線所表示的投料比大小順序?yàn)? (用字母表示)。
②TK平衡時(shí)，點(diǎn)N在線b上，計(jì)算N點(diǎn)C3H8的體積分?jǐn)?shù)為 (保留三位有效數(shù)字)。
③TK條件下，某容器測(cè)得某時(shí)刻p(C3H8)=0.2MPa， p(O2)=0. 7MPa， p(C3H6)=p(H2O)=0. 3MPa，此時(shí)，v正：v逆 (用分?jǐn)?shù)表示)。
(4)丙烷分解可制取乙烯，發(fā)生反應(yīng)C3H8(g) C2H4(g)+CH4(g)，根據(jù)Arrhenius經(jīng)驗(yàn)公式的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖中曲線a所示，已知Arrhenius經(jīng)驗(yàn)公式為Rlnk= - +C(Ea為活化能，k為速率常數(shù)，R和C為常數(shù))。該反應(yīng)的活化能Ea= kJ·mol-1。

(5)丙烷在催化劑表面脫氫生成丙烯的機(jī)理如圖所示，TS為過渡態(tài)，則決定反應(yīng)速率快慢的步驟是 (填 “2→4”“4→6”“6→8”)。

6．（2023·山西晉城·統(tǒng)考三模）工廠煙氣(主要污染物為、NO)直接排放會(huì)造成空氣污染，需處理后才能排放。
(1)還原技術(shù)是目前高效、成熟的去除的技術(shù)之一()。使用催化劑能有效脫除工廠煙氣中的氮氧化物。
已知：反應(yīng)Ⅰ．　
反應(yīng)Ⅱ．　
①反應(yīng)　。
②在不同溫度下，僅改變的濃度，NO的脫除率與濃度的關(guān)系如圖1所示，濃度在1%~3%之間時(shí)，隨著濃度增大，NO脫除率明顯升高的原因可能是。
????
(2)/碳基材料(活性炭、活性焦、活碳纖維)也可以脫硫、脫硝。/碳基材料脫硫時(shí)，控制一定氣體流速和溫度，煙氣中的存在對(duì)/碳基材料催化劑脫硫、脫硝活性的影響結(jié)果如圖2所示，當(dāng)濃度過高時(shí)，去除率下降，其可能原因是。
(3)研究高效催化劑是解決NO對(duì)大氣污染問題的重要途徑。400℃時(shí)，在分別裝有催化劑的A和B的兩個(gè)容積為2L的剛性密閉容器中，各充入物質(zhì)的量均為nmol的NO和CO發(fā)生反應(yīng)。通過測(cè)定容器內(nèi)總壓強(qiáng)隨時(shí)間變化來探究催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響，數(shù)據(jù)如表：
時(shí)間/min
0
10
20
30
∞
A容器內(nèi)壓強(qiáng)/kPa
100.0
90.0
85.0
80.0
80.0
B容器內(nèi)壓強(qiáng)/kPa
100.0
95.0
90.0
85.0
80.0
①由表可以判斷催化劑 (填“A”或“B”)的效果更好。
②下列說法能表明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 (填標(biāo)號(hào))。
A．
B．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變
C．
D．容器內(nèi)氣體的密度不再發(fā)生變化
③容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率為 %。400℃時(shí)，用壓強(qiáng)表示的平衡常數(shù) ()。
④汽車尾氣中含有NO和CO，在排氣管中使用催化劑可以提高污染物的轉(zhuǎn)化率，其原因是。
7．（2023·山西·統(tǒng)考二模）我省作為煤炭大省，為全國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。但是直接將煤炭用作燃料不僅浪費(fèi)資源，還會(huì)污染環(huán)境，因此如何對(duì)煤炭資源綜合利用提高附加值成為我省經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展亟待解決的問題。煤的間接液化是先把煤轉(zhuǎn)化為CO、CO2和H2，再在催化劑作用下合成化工產(chǎn)品。
(1)已知反應(yīng)：①
②
③
則反應(yīng)③的。
(2)已知：在一定條件下可發(fā)生反應(yīng)：
①以下措施能使反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率都增大的 (填字母)。
A．壓縮體積?????B．升高溫度?????C．恒容充入氦氣?????
D．恒容移走甲醇?????E．恒容充入
②催化劑并不是所有部位都有催化作用，真正起催化作用的那些部位稱為活性點(diǎn)位，也稱活性中心。在催化合成甲醇時(shí)必須控制氫碳比在一定區(qū)間內(nèi)，若不變，過多時(shí)，反應(yīng)速率會(huì)減慢，可能的原因是。
③若將一定比例的和在裝有催化劑的反應(yīng)器中反應(yīng)12小時(shí)，體系中產(chǎn)率隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。之后，產(chǎn)率隨溫度升高而減小的原因除平衡逆向移動(dòng)外還可能是。

(3)在一定溫度下，向體積固定的密閉容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g)，起始?jí)簭?qiáng)為0.2MPa，只發(fā)生下列反應(yīng)：
Ⅰ．
Ⅱ．
反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，H2O(g)的轉(zhuǎn)化率為50%，CO的物質(zhì)的量為0.1mol。此時(shí)，整個(gè)體系 (填“吸收”或“放出”)熱量，反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kp= MPa(以分壓表示，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
8．（2023·山西臨汾·統(tǒng)考一模）落實(shí)“雙碳”目標(biāo)，碳資源的綜合利用成為重中之重。
I.甲醇不僅是重要的化工原料，還是性能優(yōu)良的車用燃料。CO2和H2在Cu/ZnO催化作用下可以合成甲醇：CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g) ΔH0
反應(yīng)ii：_______????ΔH”“=”或“”、“

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