1、第六单元 化学反应与能量B卷 真题滚动练一、选择题：本题共16个小题，其中1至10题，每小题2分，11至16题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1（2021山西太原高三期中）中国航天科技发展举世瞩目。2020年“嫦娥五号”成功携带月球样品返回地球，2021年“天问一号”着陆火星，它们都是由以液氢为燃料的“长征五号”火箭搭载升空的。下列有关说法错误的是A氢气燃烧时有非极性键的断裂和形成B氢气燃烧的产物不污染环境，有利于实现“碳中和”C低温液态储氢可以大大提高氢气的密度，降低储运成本D氢气的来源较多，包括水的电解、煤的气化、乙烷裂解和氯碱工业等2（2021
2、山东滕州高三期中）化学与生产、生活密切相关，下列叙述错误的是A电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法B煤经过气化和液化两个化学变化，可变为清洁能源C工业生产玻璃、水泥和陶瓷，均需用石灰石作原料D聚合硫酸铁是新型絮凝剂，可用来处理水中的悬浮物3（2020辽宁营口市第二高级中学高三月考）强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：H+(aq)+OH- (aq)=H2O(l) H=57.3kJ/mol，向1L0.5mol/L的NaOH溶液中加入下列物质：稀醋酸浓硫酸稀硝酸恰好完全反应时的热效应H1、H2、H3的关系正确的是AH1H2H3BH1H3H2H1DH1H3H24.（2020天津高
3、考真题）理论研究表明，在101kPa和298K下，异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是AHCN比HNC稳定B该异构化反应的C正反应的活化能大于逆反应的活化能D使用催化剂，可以改变反应的反应热5（2021河南驿城高三月考）已知反应H=-1326kJmol-1白磷P4和PCl3的分子结构如图所示，部分化学键的键能(单位为kJmol-1)数据如下：Cl-Cl243，P-Cl331.则P-P键的键能为A198kJmol-1B396kJmol-1C776kJmol-1D1188kJmol-16（2021河北石家庄二中高三）根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是选项实验、操作和现象实验结
4、论A石蜡油在碎瓷片上受热分解产生的气体使酸性KMnO4溶液褪色产生的气体是C2H4B常温下，用pH试纸分别测定浓度均为0.1mol/L的NaClO溶液和 CH3COONa溶液的pH比较 HClO和CH3COOH的酸性强弱C将Ag2SO4微热分解产生的气体依次通入饱和的Ba(HSO3)2溶液和品红溶液，依次出现白色沉淀、溶液褪色分解产生物中一定有SO3和 SO2D 试管内无明显变化采用牺牲阳极的阴极保护法可以防止金属腐蚀7（2021江苏盐城高三期中）二氧化碳甲烷化技术被认为是二氧化碳循环再利用最有效的技术之一、一种CO2直接加氢甲烷化的典型反应历程如图所示，在甲烷化过程中CO2不发生解离而直接与
5、H2解离出的H原子反应生成甲烷。下列有关说法正确的是A在CO2直接加氢甲烷化的过程中，原子利用率为100%BH2在Pd作用下发生解离，H-H断裂并放出能量C二氧化碳甲烷化反应中催化剂只有PdD二氧化碳甲烷化过程中没有CO生成8（2021江苏海安高三期中）化学气敏传感器可用于监测环境中的含量，其工作原理示意图如图。下列说法不正确的是A该传感器原理是利用化学能转化为电能B工作时，K+从电极a极区向电极b极区迁移C反应消耗的与O2的物质的量之比为2：3D电极a上的电极反应式为：9（2018浙江高考真题）氢卤酸的能量关系如图所示下列说法正确的是A已知HF气体溶于水放热，则HF的H1”或“”)。（2）N
6、H3催化还原氮氧化物是目前应用广泛的烟气氮氧化物脱除技术，如用NH3还原NO的反应为：4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) H。实验分别测得t1、t2时NO的百分含量随时间变化关系如图所示，分析图像可得出该反应的H_0(填“”或“”)。一定条件下该可逆反应达到平衡后，t1时刻改变某个外界条件，正反应的速率v正、逆反应的速率v逆变化情况如图所示，则t1时刻改变的外界条件可能是_。（3）利用甲烷催化还原氮氧化物。已知：CH4 (g)+4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=-574 kJmol-1CH4(g)+4NO(g) = 2N2(g)+CO2(
7、g)+2H2O(g) H=-1160 kJmol-1H2O(l) = H2O(g) H= 44 kJmol-1CH4与NO2 反应生成CO2(g)、N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为_。（4）利用电化学联合处理法可实现SO2和NO同时除去，工作原理如下图所示：阳极的电极反应式为_。若工作前后阴极室成分不变，被处理的SO2和NO在相同条件下的体积比V(SO2)V (NO)=_。19（14分）KMnO4在实验室和工业上均有重要应用，其工业制备的部分工艺如下：.将软锰矿(主要成分MnO2)粉碎后，与KOH固体混合，通入空气充分焙烧，生成暗绿色熔融态K2MnO4。.冷却，将固体研细，用稀KOH溶
8、液浸取，过滤，得暗绿色溶液。.向暗绿色溶液中通入CO2，溶液变为紫红色，同时生成黑色固体。.过滤，将紫红色溶液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥，得KMnO4固体。资料：K2MnO4为暗绿色固体，在强碱性溶液中稳定，在近中性或酸性溶液中易发生歧化反应(Mn的化合价既升高又降低)。（1）中，粉碎软锰矿的目的是_。（2）中，生成K2MnO4的化学方程式是_。（3）中，浸取时用稀KOH溶液的原因是_。（4）将K2MnO4溶液采用惰性电极隔膜法电解，也可制得KMnO4，装置如图：b极是_极(填“阳”或“阴”)，D是_。交换膜为_离子交换膜(填“阳”或“阴”)结合电极反应式简述生成KMnO4的原理：_
9、。20（2021河南高三月考，16分）氮的循环在自然界中具有重要的意义。（1）已知：H2(g)+O2(g)=H2O(l) H=-285.8kJmol-1N2(g)+O2(g)2NO(g) H=+180.0kJmol-16NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(l) H=-2070.0kJmol-1则合成氨反应的热化学方程式为_。（2）下列有关合成氨反应的说法正确的是_ (填字母)。A反应温度控制在500左右能用勒夏特列原理解释BN2和H2的物质的量之比保持不变时，说明反应达到平衡状态C该反应的H和S都小于零DNH3易液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行E催化剂能增大反应的平衡常数（
10、3）合成氨反应途径可简单地表示为：Fe+N2FexN H0；FexN+H2Fe+NH3HH2H3BH1H3H2H1DH1H3H2【答案】D【详解】稀硝酸是强酸，与1L0.5mol/L的NaOH溶液完全反应，放出热量与中和热一致，因其生成水的物质的量是0.5mol，则H3=-28.65 kJ/mol；稀醋酸电离吸收热量，与1L0.5mol/L的NaOH溶液完全反应，放出热量较少，则H1大于H3；浓硫酸溶解放热，与1L0.5mol/L的NaOH溶液完全反应，放出热量较多，则H2小于H3；故答案选D。4.（2020天津高考真题）理论研究表明，在101kPa和298K下，异构化反应过程的能量变化如图所
11、示。下列说法错误的是AHCN比HNC稳定B该异构化反应的C正反应的活化能大于逆反应的活化能D使用催化剂，可以改变反应的反应热【答案】D【解析】A根据图中信息得到HCN能量比HNC能量低，再根据能量越低越稳定，因此HCN比HNC稳定，正确；B根据焓变等于生成物总能量减去反应物总能量，因此该异构化反应的，正确；C根据图中信息得出该反应是吸热反应，因此正反应的活化能大于逆反应的活化能，正确；D使用催化剂，不能改变反应的反应热，只改变反应路径，反应热只与反应物和生成物的总能量有关，错误。综上所述，答案为D。5（2021河南驿城高三月考）已知反应H=-1326kJmol-1白磷P4和PCl3的分子结构如
12、图所示，部分化学键的键能(单位为kJmol-1)数据如下：Cl-Cl243，P-Cl331.则P-P键的键能为A198kJmol-1B396kJmol-1C776kJmol-1D1188kJmol-1【答案】A【详解】由H=-1326kJmol-1可知，H=反应物键能之和-生成物键能之和，设P-P键的键能为x，则-1326 kJmol-1=6x+243 kJmol-16-331 kJmol-143，解之x=198 kJmol-1，选项A符合题意；答案为A。6（2021河北石家庄二中高三）根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是选项实验、操作和现象实验结论A石蜡油在碎瓷片上受热分解产生的气体使
13、酸性KMnO4溶液褪色产生的气体是C2H4B常温下，用pH试纸分别测定浓度均为0.1mol/L的NaClO溶液和 CH3COONa溶液的pH比较 HClO和CH3COOH的酸性强弱C将Ag2SO4微热分解产生的气体依次通入饱和的Ba(HSO3)2溶液和品红溶液，依次出现白色沉淀、溶液褪色分解产生物中一定有SO3和 SO2D 试管内无明显变化采用牺牲阳极的阴极保护法可以防止金属腐蚀【答案】D【详解】A石蜡油在碎瓷片上受热分解产生的气体使酸性KMnO4溶液褪色，说明产生的气体中含有碳碳不饱和键，但不一定是乙烯，故A错误；BNaClO溶液具有漂白性，不能用pH试纸测NaClO溶液的pH，故B错误；C
14、将Ag2SO4微热分解产生的气体依次通入饱和的Ba(HSO3)2溶液和品红溶液，SO3和Ba(HSO3)2溶液反应放出SO2气体，品红溶液褪色，不能说明Ag2SO4分解产生SO2气体，故C错误；DFe电极附近的溶液滴入，无明显变化，证明溶液中不含Fe2+，说明采用牺牲阳极的阴极保护法可以防止金属腐蚀，故D正确；选D。7（2021江苏盐城高三期中）二氧化碳甲烷化技术被认为是二氧化碳循环再利用最有效的技术之一、一种CO2直接加氢甲烷化的典型反应历程如图所示，在甲烷化过程中CO2不发生解离而直接与H2解离出的H原子反应生成甲烷。下列有关说法正确的是A在CO2直接加氢甲烷化的过程中，原子利用率为100
15、%BH2在Pd作用下发生解离，H-H断裂并放出能量C二氧化碳甲烷化反应中催化剂只有PdD二氧化碳甲烷化过程中没有CO生成【答案】D【详解】A由该转化示意图可知，总反应式为：CO2+4H2CH4+2H2O，故在CO2直接加氢甲烷化的过程中，原子利用率不为100%，A错误；B化学键断裂需要吸收能量，H2在Pd作用下发生解离，H-H断裂并吸收能量，B错误；C由该转化示意图可知，二氧化碳甲烷化反应中催化剂为Pd和MgO，C错误；D由该转化示意图可知，二氧化碳甲烷化过程中始终没有CO生成，D正确；故答案为：D。8（2021江苏海安高三期中）化学气敏传感器可用于监测环境中的含量，其工作原理示意图如图。下列
16、说法不正确的是A该传感器原理是利用化学能转化为电能B工作时，K+从电极a极区向电极b极区迁移C反应消耗的与O2的物质的量之比为2：3D电极a上的电极反应式为：【答案】C【分析】该传感器原理是原电池原理，电极a上NH3发生失电子的氧化反应生成N2，电极a为负极，电极b为正极；据此分析作答。【详解】A该传感器原理是原电池原理，原电池将化学能转化为电能，A正确；B原电池工作时阳离子向正极迁移，故工作时K+从电极a极区向电极b极区迁移，B正确；C电极a的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，电极b的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，根据负极失去的电子与正极得到的电子相等，
17、反应消耗的NH3与O2物质的量之比为4：3，C错误；D电极a上NH3发生失电子的氧化反应生成N2，电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，D正确；答案选C。9（2018浙江高考真题）氢卤酸的能量关系如图所示下列说法正确的是A已知HF气体溶于水放热，则HF的H1”或“”)。（2）NH3催化还原氮氧化物是目前应用广泛的烟气氮氧化物脱除技术，如用NH3还原NO的反应为：4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) H。实验分别测得t1、t2时NO的百分含量随时间变化关系如图所示，分析图像可得出该反应的H_0(填“”或“”)。一定条件下该可逆反应达到平衡后，t1时刻改变某个
18、外界条件，正反应的速率v正、逆反应的速率v逆变化情况如图所示，则t1时刻改变的外界条件可能是_。（3）利用甲烷催化还原氮氧化物。已知：CH4 (g)+4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=-574 kJmol-1CH4(g)+4NO(g) = 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=-1160 kJmol-1H2O(l) = H2O(g) H= 44 kJmol-1CH4与NO2 反应生成CO2(g)、N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为_。（4）利用电化学联合处理法可实现SO2和NO同时除去，工作原理如下图所示：阳极的电极反应式为_。若工作前后阴极室
19、成分不变，被处理的SO2和NO在相同条件下的体积比V(SO2)V (NO)=_。【答案】（1）（2分）（2） （2分） 增大压强（2分） （3）CH4(g) + 2NO2(g) = CO2(g) + N2(g) + 2H2O(l) H = -955 kJ/mol（3分）（4） SO2 + 2H2O - 2e- = 4H+ + SO （3分） 1：1 （2分） 【解析】（1）氧分子断开双键变成氧原子需要吸收能量，故。（2）由图像可知，t1先达到平衡，则t1t2，平衡时t1对应NO的百分含量比t2低，所以该反应正向为吸热反应，即。由图像可知正逆反应速率都增大，平衡逆向移动，则t1时刻改变的外界条件
20、可能是增大压强。（3）CH4与NO2 反应生成CO2、N2和H2O(l)反应为CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+N2(g)+2H2O(l)，反应热为H，设给出的已知热化学反应反应热分别是 H1=-574 kJmol-1、 H2=-1160 kJmol-1、H3= 44 kJmol-1，则 =-955 kJ/mol，故该热化学方程式为CH4(g) + 2NO2(g) = CO2(g) + N2(g) + 2H2O(l) H = -955 kJ/mol 。（4）由图甲可知，阳极发生氧化反应，SO2转化为H2SO4，电极反应式为。工作前后阴极室成分不变，吸收池离子反应方程式为，根据电荷守恒
21、，可得出以下关系式：SO22e-2NO，则有V(SO2)：V(NO)=1：1。19（14分）KMnO4在实验室和工业上均有重要应用，其工业制备的部分工艺如下：.将软锰矿(主要成分MnO2)粉碎后，与KOH固体混合，通入空气充分焙烧，生成暗绿色熔融态K2MnO4。.冷却，将固体研细，用稀KOH溶液浸取，过滤，得暗绿色溶液。.向暗绿色溶液中通入CO2，溶液变为紫红色，同时生成黑色固体。.过滤，将紫红色溶液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥，得KMnO4固体。资料：K2MnO4为暗绿色固体，在强碱性溶液中稳定，在近中性或酸性溶液中易发生歧化反应(Mn的化合价既升高又降低)。（1）中，粉碎软锰矿的目
22、的是_。（2）中，生成K2MnO4的化学方程式是_。（3）中，浸取时用稀KOH溶液的原因是_。（4）将K2MnO4溶液采用惰性电极隔膜法电解，也可制得KMnO4，装置如图：b极是_极(填“阳”或“阴”)，D是_。交换膜为_离子交换膜(填“阳”或“阴”)结合电极反应式简述生成KMnO4的原理：_。【答案】（每空2分）（1）增大反应物接触面积，加快反应速率（2）2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O（3）保持溶液呈强碱性，防止K2MnO4发生歧化反应（4） 阴 较浓的KOH溶液 阳 a极：MnO-e-=MnO，部分K+通过阳离子交换膜进入阴极区，阳极区生成KMnO4【分析】软锰矿(主要
23、成分MnO2)粉碎后，可增大固体表面积，加快反应速率；与KOH固体混合，通入空气充分焙烧，可生成K2MnO4；在暗绿色的K2MnO4溶液中通入CO2，溶液变为紫红色，说明生成了KMnO4 ，同时生成黑色固体MnO2，结合题示资料分析解答。（1）粉碎软锰矿，可增大固体表面积，反应物的接触面积增大，反应速率增大，故答案为：增大反应物接触面积，加快反应速率；（2）由题意可知软锰矿(主要成分MnO2)粉碎后，与KOH固体混合，通入空气充分焙烧，可生成K2MnO4，反应的方程式为2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O，故答案为：2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O；（3）由题意
24、可知，K2MnO4为暗绿色固体，在强碱性溶液中稳定，在近中性或酸性溶液中易发生歧化反应，因此用稀KOH溶液浸取，可使溶液呈强碱性，防止K2MnO4发生歧化反应而变质，故答案为：保持溶液呈强碱性，防止K2MnO4发生歧化反应；（4）b极生成氢气，是阴极，钾离子通过阳离子交换膜到阴极区，所以D是较浓的KOH溶液，故答案为：阴；较浓的KOH溶液；阳；a极：MnO-e-=MnO，部分K+通过阳离子交换膜进入阴极区，阳极区生成KMnO4，故答案为：a极：MnO-e-=MnO，部分K+通过阳离子交换膜进入阴极区，阳极区生成KMnO4。20（2021河南高三月考，16分）氮的循环在自然界中具有重要的意义。（
25、1）已知：H2(g)+O2(g)=H2O(l) H=-285.8kJmol-1N2(g)+O2(g)2NO(g) H=+180.0kJmol-16NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(l) H=-2070.0kJmol-1则合成氨反应的热化学方程式为_。（2）下列有关合成氨反应的说法正确的是_ (填字母)。A反应温度控制在500左右能用勒夏特列原理解释BN2和H2的物质的量之比保持不变时，说明反应达到平衡状态C该反应的H和S都小于零DNH3易液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行E催化剂能增大反应的平衡常数（3）合成氨反应途径可简单地表示为：Fe+N2FexN H0；FexN+H2
26、Fe+NH3H0。已知反应和的活化能分别为126kJmol-1和13kJmol-1，则合成氨反应的H在有催化剂(a)和无催化剂(b)时反应过程能量变化图是_(填字母)。ABCD（4）一定条件下，在5L的恒容密闭容器中通入1mol N2与3mol H2，反应4min后达到平衡时H2为1.5mol。若初始压强为P0，反应过程中容器内总压强(P)随时间(t)变化如图所示(平衡时温度与初始温度相同)。01min容器内压强增大的原因为_。用平衡分压代替平衡浓度表示平衡常数的KP的计算式为_(气体分压=总压物质的量分数)。（5）将一定比例的N2和H2的混合气体匀速通入装有催化剂的反应器中反应，反应相同时间
27、时，N2的转化率随反应温度的变化曲线如图所示。在50150范围内，随温度升高，N2的转化率迅速上升的主要原因是_。当反应温度高于380时，N2的转化率迅速下降的主要原因可能是_。【答案】（1）H92.4kJmol1（3分）（2）CD（2分）（3）C（2分）（4）反应为放热反应，温度升高，使体系压强增大 （2分） （3分） （5）温度升高反应速率加快，同时催化剂活性随温度升高而增大（2分） 温度升高反应速率加快，但催化剂活性下降（2分） 【解析】（1）根据H2(g)+O2(g)=H2O(l) H=-285.8kJmol-1；N2(g)+O2(g)2NO(g) H=+180.0kJmol-1；6N
28、O(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(l) H=-2070.0kJmol-1，由6-3-得H=-184.8kJmol-1，所以合成氨反应的热化学方程式为H=-92.4kJmol-1，故答案为：H=-92.4kJmol-1。（2）A升高温度反应速率加快，但平衡逆向进行，不利于合成氨，反应温度控制在500左右是因为此温度下催化剂活性最好，不能用勒夏特列原理解释，故A错误；B如果起始时N2和H2的物质的量之比是1:3，N2和H2按1:3反应，那N2和H2的物质的量之比一直都是1:3，保持不变时，不能说明反应达到平衡状态，故B错误；C反应放热，气体的物质的量和种类都减小，反应的H和S都小于零
29、，故C正确；DNH3易液化，不断将液氨移去，相当于减小生成物的浓度，利于反应正向进行，故D正确；E催化剂只能改变反应速率，不能改变平衡，所以使用催化剂不能增大反应的平衡常数，故E错误；故答案为：CD。（3）合成氨反应是放热反应，生成物的总能量小于反应物的总能量，则AB不符合题意；使用催化剂会降低反应的活化能，根据已知使用催化剂时先吸热后放热，所以符合题意的图像是C，故答案为C。（4）氮气和氢气反应为放热反应，温度升高，使体系压强增大；根据已知数据可得三段式，所以反应后混合物的物质的量为3mol，根据同温同体积下，压强之比等于物质的量之比可得，所以，所以，故答案为：反应为放热反应，温度升高，使体系压强增大；。（5）在一定温度范围内催化剂活性较大，超过一定的温度范围，催化剂的活性降低；在50150范围内，温度升高反应速率加快，同时催化剂活性随温度升高而增大，N2的转化率迅速上升；当反应温度高于380时，温度升高反应速率加快，但催化剂活性下降，N2的转化率迅速下降，故答案为：温度升高反应速率加快，同时催化剂活性随温度升高而增大；温度升高反应速率加快，但催化剂活性下降
