2020年高考化学真题模拟题专项汇编07化学反应中的能量变化含解析

1专题07化学反应中的能量变化及机理1．（2020年浙江卷）下列说法不正确．．．的是()A．天然气是不可再生能源B．用水煤气可合成液态碳氢化合物和含氧有机物C．煤的液化属于物理变化D．火棉是含氮量高的硝化纤维【答案】C【解析】A．天然气是由远古时代的动植物遗体经过漫长的时间变化而形成的，储量有限，是不可再生能源，A选项正确；B．水煤气为CO和H2，在催化剂的作用下，可以合成液态碳氢化合物和含氧有机物(如甲醇)，B选项正确；C．煤的液化是把煤转化为液体燃料，属于化学变化，C选项错误；D．火棉是名为纤维素硝酸酯，是一种含氮量较高的硝化纤维，D选项正确；答案选C。2．（2020年浙江卷）关于下列的判断正确的是()A．B．C．D．【答案】B【解析】碳酸氢根的电离属于吸热过程，则CO(aq)+H+(aq)=HCO(aq)为放热反应，所以△H10；CO(aq)+H2O(l)HCO(aq)+OHˉ(aq)为碳酸根的水解离子方程式，CO的水解反应为2020年高考真题2吸热反应，所以△H20；OHˉ(aq)+H+(aq)=H2O(l)表示强酸和强碱的中和反应，为放热反应，所以△H30；醋酸与强碱的中和反应为放热反应，所以△H40；但由于醋酸是弱酸，电离过程中会吸收部分热量，所以醋酸与强碱反应过程放出的热量小于强酸和强碱反应放出的热量，则△H4△H3；综上所述，只有△H1△H2正确，故答案为B。3．（2020年新课标Ⅰ）铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]－可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示。下列叙述错误的是A．CH3COI是反应中间体B．甲醇羰基化反应为CH3OH+CO=CH3CO2HC．反应过程中Rh的成键数目保持不变D．存在反应CH3OH+HI=CH3I+H2O【答案】C【解析】【分析】题干中明确指出，铑配合物22RhCOI充当催化剂的作用，用于催化甲醇羰基化。由题干中提供的反应机理图可知，铑配合物在整个反应历程中成键数目，配体种类等均发生了变化；并且也可以观察出，甲醇羰基化反应所需的反应物除甲醇外还需要CO，最终产物是乙酸；因此，凡是出现在历程中的，既非反应物又非产物的物种如CH3COI以及各种配离子等，都可视作中间物种。【详解】A．通过分析可知，CH3COI属于甲醇羰基化反应的反应中间体；其可与水作用，生成最终产物乙酸的同时，也可以生成使甲醇转化为CH3I的HI，A项正确；B．通过分析可知，甲醇羰基化反应，反应物为甲醇以及CO，产物为乙酸，方程式可写成：322RhCOI33CHOHCOCHCOOH，B项正确；C．通过分析可知，铑配合物在整个反应历程中，成键数目，配体种类等均发生了变化，C项不正确；D．通过分析可知，反应中间体CH3COI与水作用生成的HI可以使甲醇转化为CH3I，方程式可写成：332CHOH+HICHIHO，D项正确；答案选C。【点睛】对于反应机理图的分析，最基本的是判断反应物，产物以及催化剂；一般的，催化剂在机理图中多是以完整的循环出现的；反应物则是通过一个箭头进入整个历程的物质；而产物一般多是通过一个箭头最终脱离整个历程的物质。4．（2020年山东省新高考）1，3-丁二烯与HBr发生加成反应分两步：第一步H+进攻1，3-丁二烯生成碳正离子()；第二步Br-进攻碳正离子完成1，2-加成或1，4-加成。反应进程中的能量变化如下图所示。已知在0℃和40℃时，1，2-加成产物与1，4-加成产物的比例分别为70:30和15:85。下列说法正确的是A．1，4-加成产物比1，2-加成产物稳定B．与0℃相比，40℃时1，3-丁二烯的转化率增大C．从0℃升至40℃，1，2-加成正反应速率增大，1，4-加成正反应速率减小D．从0℃升至40℃，1，2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度【答案】AD【解析】【分析】根据图像分析可知该加成反应为放热反应，且生成的1,4-加成产物的能量比1,2-加成产物的能量低，结合题干信息及温度对化学反应速率与化学平衡的影响效果分析作答。4【详解】根据上述分析可知，A．能量越低越稳定，根据图像可看出，1,4-加成产物的能量比1,2-加成产物的能量低，即1,4-加成产物的能量比1,2-加成产物稳定，故A正确；B．该加成反应不管生成1,4-加成产物还是1,2-加成产物，均为放热反应，则升高温度，不利用1,3-丁二烯的转化，即在40℃时其转化率会减小，故B错误；C．从0℃升至40℃，正化学反应速率均增大，即1,4-加成和1,2-加成反应的正速率均会增大，故C错误；D．从0℃升至40℃，对于1,2-加成反应来说，化学平衡向逆向移动，即1,2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度，故D正确；答案选AD。5．（2020年江苏卷）反应42SiCl(g)+2H(g)Si(s)+4HCl(g)高温可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是A．该反应H0、S0B．该反应的平衡常数4242c(HCl)KcSiClcHC．高温下反应每生成1molSi需消耗2222.4LHD．用E表示键能，该反应ΔH=4E(Si-Cl)+2E(H-H)-4E(H-Cl)【答案】B【解析】A．SiCl4、H2、HCl为气体，且反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和，因此该反应为熵增，即△S0，故A错误；B．根据化学平衡常数的定义，该反应的平衡常数K=4242c(HCl)c(SiCl)c(H),故B正确；C．题中说的是高温，不是标准状况下，因此不能直接用22.4L·mol－1计算，故C错误；D．△H=反应物键能总和－生成物键能总和，即△H=4E(Si－Cl)＋2E(H－H)－4E(H－Cl)－2E(Si－Si)，故D错误；答案为B。6．（2020年天津卷）理论研究表明，在101kPa和298K下，HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是5A．HCN比HNC稳定B．该异构化反应的-1ΔH=+59.3kJmolC．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，故A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1159.3kJmol59.3kJmol0H，故B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，故C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，故D错误。综上所述，答案为D。7．（2020年新课标Ⅱ）据文献报道：Fe(CO)5催化某反应的一种反应机理如下图所示。下列叙述错误的是6A．OH-参与了该催化循环B．该反应可产生清洁燃料H2C．该反应可消耗温室气体CO2D．该催化循环中Fe的成键数目发生变化【答案】C【解析】【分析】题干中明确指出，铁配合物Fe(CO)5充当催化剂的作用。机理图中，凡是出现在历程中，进去的箭头表示反应物，出来的箭头表示生成物，既有进去又有出来的箭头表示为催化剂或反应条件，其余可以看成为中间物种。由题干中提供的反应机理图可知，铁配合物Fe(CO)5在整个反应历程中成键数目，配体种类等均发生了变化；并且也可以观察出，反应过程中所需的反应物除CO外还需要H2O，最终产物是CO2和H2，同时参与反应的还有OH-，故OH-也可以看成是另一个催化剂或反应条件。【详解】A．从反应机理图中可知，OH-有进入的箭头也有出去的箭头，说明OH-参与了该催化循环，故A项正确；B．从反应机理图中可知，该反应的反应物为CO和H2O，产物为H2和CO2，Fe(CO)5作为整个反应的催化剂，而OH-仅仅在个别步骤中辅助催化剂完成反应，说明该反应方程式为2522CO+HOFe(CO)CO+H，故有清洁燃料H2生成，故B项正确；C．由B项分析可知，该反应不是消耗温室气体CO2，反而是生成了温室气体CO2，故C项不正确；D．从反应机理图中可知，Fe的成键数目和成键微粒在该循环过程中均发生了变化，故D项正确；答案选C。【点睛】7对于反应机理图的分析，最重要的是判断反应物，产物以及催化剂；一般催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的；通过一个箭头进入整个历程的物质则是反应物；而通过一个箭头最终脱离整个历程的物质一般多是产物。8．（2020年新课标Ⅰ节选）硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)+12O2(g)钒催化剂SO3(g)ΔH=−98kJ·mol−1。回答下列问题：（1）钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为：_________。【答案】（1）2V2O5(s)+2SO2(g)⇌2VOSO4(s)+V2O4(s)∆H=-351kJ∙mol-1【解析】【分析】根据盖斯定律，用已知的热化学方程式通过一定的数学运算，可以求出目标反应的反应热。【详解】(1)由题中信息可知：①SO2(g)+12O2(g)⇌SO3(g)∆H=-98kJ∙mol-1②V2O4(s)+SO3(g)⇌V2O5(s)+SO2(g)∆H2=-24kJ∙mol-1③V2O4(s)+2SO3(g)⇌2VOSO4(s)∆H1=-399kJ∙mol-1根据盖斯定律可知，③-②2得2V2O5(s)+2SO2(g)⇌2VOSO4(s)+V2O4(s)，则∆H=∆H1-2∆H2=(-399kJ∙mol-1)-(-24kJ∙mol-1)2=-351kJ∙mol-1，所以该反应的热化学方程式为：2V2O5(s)+2SO2(g)⇌2VOSO4(s)+V2O4(s)∆H=-351kJ∙mol-1。9．（2020年浙江卷）溶液与锌粉在量热计中充分反应。测得反应前温度为，反应后最高温度为。已知：反应前后，溶液的比热容均近似为、溶液的密度均近似为，8忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。请计算：（1）反应放出的热量_____J。（2）反应的______(列式计算)。【答案】（1）（2）【解析】(1)100mL0.200mol/LCuSO4溶液与1.95g锌粉发生反应的化学方程式为：CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu，忽略溶液体积、质量变化可知，溶液的质量m==1.00g/cm3×100mL(cm3)=100g，忽略金属吸收的热量可知，反应放出的热量Q=cm=4.18×100g×(30.1-20.1)=4.18×103J，故答案为：4.18×103；(2)上述反应中硫酸铜的物质的量n(CuSO4)=0.200mol/L×0.100L=0.020mol，锌粉的物质的量n(Zn)==0.030mol，由此可知，锌粉过量。根据题干与第(1)问可知，转化0.020mol硫酸铜所放出的热量为4.18×103J，又因为该反应中焓变代表反应1mol硫酸铜参加反应放出的热量，单位为kJ/mol，则可列出计算式为：，故答案为：（答案符合要求且合理即可）。【点睛】该题的难点是第(2)问，要求学生对反应焓变有充分的理解，抓住锌粉过量这个条件是解题的突破口，题目计算量虽不大，但要求学生有较好的思维与辨析能力。10．（辽宁省营口市第二高级中学2020届高三上学期第一次月考）下列热化学方程式中，正确的是A．甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol-1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O(g)△H=-890.3kJ·mol-1B．500℃、30MPa下，将0.5molN2（g）和1.5molH2（g）置于密闭容器中充分反应生成NH3（g）放热19.3kJ，其热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=-38.6kJ·mol-12020届高考模拟试题9C．HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3kJ·mol-1，则H2SO4