?新疆高考化學(xué)三年（2021-2023）模擬題匯編-10化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)

一、單選題
1．（2022·新疆昌吉·統(tǒng)考一模）乙烯(CH2=CH2)催化加氫的機(jī)理如圖甲所示，其中“”代表催化劑；其位能與反應(yīng)進(jìn)程關(guān)系如圖乙所示。下列說法錯(cuò)誤的是

A．①→②過程中，H2分子內(nèi)H—H之間的共價(jià)鍵斷裂
B．上述過程中，CH2=CH2內(nèi)部碳原子間的雙鍵變?yōu)閱捂I
C．途徑b使用了催化劑，使催化加氫反應(yīng)的活化能由E2降為E1
D．CH2=CH2(g)+H2(g)?CH3CH3(g)，該反應(yīng)的△H=(E3-E1)kJ·mol-1
2．（2021·新疆喀什·統(tǒng)考一模）已知：順-2-丁烯()與反-2-丁烯()互為順反異構(gòu)體，其加成氫氣制備丁烷的能量變化圖如下。下列說法正確的是

A．穩(wěn)定性：順-2-丁烯>反-2-丁烯
B．
C．順-2-丁烯轉(zhuǎn)化為反-2-丁烯的過程屬于物理變化
D．完全燃燒等質(zhì)量和，前者放熱多

二、原理綜合題
3．（2023·新疆阿勒泰·統(tǒng)考三模）(我國科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)了二氧化碳到淀粉的人工合成，關(guān)鍵的一步是利用化學(xué)催化劑將高濃度CO2還原成CH3OH：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
(1)已知相關(guān)鍵能數(shù)據(jù)如表所示，則上述反應(yīng)的ΔH= kJ?mol-1。
化學(xué)鍵
H－H
H－O
C=O
C－O
C－H
鍵能/kJ?mol-1
436
464
803
326
414
(2)某溫度下，向一定體積的恒容密閉容器中通入1molCO2和3molH2，體系達(dá)到平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為20%。反應(yīng)的平衡常數(shù)Kx= (對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，Kx=，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，計(jì)算結(jié)果用分?jǐn)?shù)表示)。
(3)以CO2(g)和H2(g)為原料合成CH3OH(g)，除發(fā)生上述反應(yīng)外(后續(xù)稱為反應(yīng)Ⅰ)，還發(fā)生反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+40.9kJ?mol-1。
①反應(yīng)I、Ⅱ的lnK(K代表化學(xué)平衡常數(shù))隨(溫度的倒數(shù))的變化如圖所示。線 (填“a”或“b”)表示反應(yīng)Ⅱ的lnK隨的變化。升高溫度，反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的化學(xué)平衡常數(shù) (填“增大”或“減小”或“不變”)。
??
②研究發(fā)現(xiàn)，在單原子Cu/ZrO2催化時(shí)，反應(yīng)I的歷程以及中間體HCOO*與CH3O*物質(zhì)的量之比隨時(shí)間變化如圖所示：
??
第一步：CO2+H2→HCOO*+H*
第二步：HCOO*+2H2→CH3O*+H2O
第三步：CH3O*+H*→CH3OH
下列說法正確的是 (填標(biāo)號(hào))。
A．任何溫度下，反應(yīng)Ⅰ均可自發(fā)進(jìn)行
B．升高溫度時(shí)，3步反應(yīng)速率均加快
C．用不同催化劑催化反應(yīng)可以改變反應(yīng)歷程，提高平衡轉(zhuǎn)化率
D．反應(yīng)歷程中，第二步反應(yīng)的活化能最高，是反應(yīng)的決速步驟
③反應(yīng)I反應(yīng)歷程中某一步基元反應(yīng)的Arrhenius經(jīng)驗(yàn)公式的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖中直線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、C為常數(shù))。
??
i.該基元反應(yīng)的活化能Ea= kJ?mol-1。
ii.直線 (填“b”或“c”)表示使用更高效的催化劑時(shí)，Rlnk與的關(guān)系。
④在密閉容器中，保持投料比不變，將CO2和H2按一定流速通過反應(yīng)器，一段時(shí)間后，測得CO2轉(zhuǎn)化率(α)和甲醇選擇性[x(CH3OH)=×100%]隨溫度(T)變化關(guān)系如圖所示。若233~250℃時(shí)催化劑的活性受溫度影響不大，則236℃后圖中曲線下降的原因是 ；若氣體流速過大，CO2的轉(zhuǎn)化率會(huì)降低，原因是 。
??
4．（2023·新疆阿勒泰·統(tǒng)考二模）二十大提出“堅(jiān)持精準(zhǔn)治污、科學(xué)治污、依法治污，持續(xù)深入打好藍(lán)天碧水凈土保衛(wèi)戰(zhàn)”。利用反應(yīng)2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g)，可有效減少汽車尾氣污染物的排放。
(1)已知該反應(yīng)的 ΔH=-620.9 kJ·mol-1，逆反應(yīng)活化能為a kJ·mol-1，則其正反應(yīng)活化能為 kJ·mol-1。
(2)在一定溫度下，向恒容容器中通入等物質(zhì)的量的NO和CO氣體，測得容器中壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化關(guān)系如下表所示：
t/min
0
1
2
3
4
5
p/kPa
400
370
346
330
320
320
①反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp= (Kp為用分壓代替濃度計(jì)算的平衡常數(shù)，分壓=總壓 ×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
②實(shí)驗(yàn)測得該反應(yīng)的速率v正=k正·p2( CO )·p2( NO)，v逆=k逆·p(N2)·p2(CO2)，k正與k逆僅與溫度有關(guān)。則平衡時(shí)k正 k逆 (填“>” “”“”“”“0，所以反應(yīng)需要在高溫下反應(yīng)，常溫下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行；工業(yè)生產(chǎn)水煤氣的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，通入空氣和煤反應(yīng)，釋放熱量使生產(chǎn)水煤氣的反應(yīng)能夠持續(xù)進(jìn)行，所以工業(yè)生產(chǎn)水煤氣時(shí)需要首先加熱煤層，并不斷間歇式的通入空氣和水蒸氣。
11． 2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)???ΔH=-216kJ/mol BD 增大CO2的濃度 p1＞p2＞p3 33.3% 5.8×10-2 Fe17%Mn12% 降低了生成低碳烯烴反應(yīng)的活化能，增大了生成CH4反應(yīng)的活化能
【詳解】(1) 根據(jù)蓋斯定律:①×6- ②+③× 3得2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)
ΔH =(-285.8×6+1366.8+44×3)kJ/mol=-216kJ/mol，故答案為：2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)
ΔH =(-285.8×6+1366.8+44×3)kJ/mol=-216kJ/mol；
(2) ①A． 3v正(CH3OH)= v逆(H2)才能表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；
B．隨著反應(yīng)進(jìn)行，c(CO2)減小，c(H2O)增大，說明在反應(yīng)過程中是變量，當(dāng)不再變化，表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．根據(jù)質(zhì)量守恒，混合氣體的質(zhì)量始終不變,容器體積不變，則氣體的密度始終不變，當(dāng)氣體的密度不再改變，不能表明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)質(zhì)量守恒，混合氣體的質(zhì)量始終不變,該反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，隨著反應(yīng)進(jìn)行，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量增大，當(dāng)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變，表明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確；
故答案為：BD；
②增大CO2濃度，濃度越大，反應(yīng)速率越快,同時(shí)平衡正向移動(dòng)，H2平衡轉(zhuǎn)化率增大，故答案為：增大CO2濃度；
③該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，壓強(qiáng)越大,平衡正向移動(dòng)，平衡狀態(tài)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)越大，結(jié)合圖中信息可知p1 > P2 > p3；溫度為T2、氣體總壓強(qiáng)為p3的條件下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)為10%，設(shè)起始CO2和H2物質(zhì)的量為1mol和3mol，CO2轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量為xmol，

CH3OH的體積分?jǐn)?shù)為10%=，則反應(yīng)達(dá)到平衡的轉(zhuǎn)化率為，a點(diǎn)和b點(diǎn)溫度相同，則Kp(a)=Kp(b)，a點(diǎn)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，3n(CO2)=n(H2)，則，，，故答案為：p1＞p2＞p3，33.3%，5.8×10-2；
(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，Mn12%、Fe17%時(shí)，C2~C5+烯烴選擇性最大，則當(dāng)Fe的負(fù)載量和Mn的添加量為Mn12%、Fe17%時(shí)最有利于二氧化碳加氫合成低碳烯烴；向催化劑中再加入適量K助劑時(shí)，C2 ~ C5+烯烴的選擇性明顯提高，說明催化劑降低了生成低碳烯烴反應(yīng)的活化能，而CH4的選擇性明顯降低，說明催化劑增大了生成CH4反應(yīng)的活化能，故答案為： Mn12%、Fe17%；催化劑降低了生成低碳烯烴反應(yīng)的活化能，增大了生成CH4反應(yīng)的活化能。
12．(1)NO2(g)+SO2(g)=NO(g)+SO3(g)????△H=-42.3kJ/mol
(2) 正 NO+5e-+6H+=NH+H2O
(3) ＜ 60%

【解析】（1）
NO2氧化SO2的化學(xué)方程式為NO2(g)+SO2(g)=NO(g)+SO3(g)，反應(yīng)的焓變△H=生成物標(biāo)準(zhǔn)生成焓總和一反應(yīng)物標(biāo)準(zhǔn)生成焓總和=89.9kJ/mol+(﹣395.2kJ/mol)﹣(33.9kJ/mol)﹣(﹣296.9kJ/mol)=﹣42.3kJ/mol，熱化學(xué)方程式為NO2(g)+SO2(g)=NO(g)+SO3(g)△H=﹣42.3kJ/mol。
（2）
NO、SO2轉(zhuǎn)化為(NH4)2SO4時(shí)，NO發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，SO2發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，則電解池中通入SO2的電極為陽極、通入NO的電極為陰極，陽極與電源正極相接，陰極與電源負(fù)極相接，即a解接電源正極、b解電源負(fù)極，陰極上NO得電子生成NH，電極反應(yīng)式為NO+5e-+6H+=NH+H2O。
（3）
①由圖可知，隨著溫度的升高，NO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，即升溫，平衡逆向移動(dòng)，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0。
②投料比n(NO)：n(Cl2)=2：1，可設(shè)n(Cl2)=amol，n(NO)=2amol，M點(diǎn)NO的平衡轉(zhuǎn)化率為60%，列化學(xué)平衡三段式： ，M點(diǎn)時(shí)容器內(nèi)Cl2的轉(zhuǎn)化率為 ×100%=60%。
13．(1) －31.4 < < 是放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，氣體分子數(shù)增多，總壓強(qiáng)增大，而T1

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