1、2021高考化学真题和模拟题分类汇编 专题09化学能与热能2021年化学高考题一、单选题1（2021山东高考真题）18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程可表示为：+OH-+CH3O-能量变化如图所示。已知为快速平衡，下列说法正确的是A反应、为决速步B反应结束后，溶液中存在18OH-C反应结束后，溶液中存在CH318OHD反应与反应活化能的差值等于图示总反应的焓变【答案】B【解析】A一般来说，反应的活化能越高，反应速率越慢，由图可知，反应I和反应IV的活化能较高，因此反应的决速步为反应I、IV，故A错误；B反应I为加成反应，而与为快速平衡，反应II的成键和断键方式为或，后
2、者能生成18OH-，因此反应结束后，溶液中存在18OH-，故B正确；C反应III的成键和断键方式为或，因此反应结束后溶液中不会存在CH318H，故C错误；D该总反应对应反应物的总能量高于生成物总能量，总反应为放热反应，因此和CH3O-的总能量与和OH-的总能量之差等于图示总反应的焓变，故D错误；综上所述，正确的是B项，故答案为B。2（2021浙江）相同温度和压强下，关于反应的，下列判断正确的是ABCD【答案】C【分析】一般的烯烃与氢气发生的加成反应为放热反应，但是，由于苯环结构的特殊性决定了苯环结构的稳定性，苯与氢气发生加成反应生成1，3-环己二烯时，破坏了苯环结构的稳定性，因此该反应为吸热反
3、应。【解析】A环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应，因此， ，A不正确； B苯分子中没有碳碳双键，其中的碳碳键是介于单键和双键之间的特殊的共价键，因此，其与氢气完全加成的反应热不等于环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应的反应热之和，即，B不正确；C环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放反应，由于1mol 1，3-环己二烯与氢气完全加成后消耗的氢气是等量环己烯的2倍，故其放出的热量更多，其；苯与氢气发生加成反应生成1，3-环己二烯的反应为吸热反应（），根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加成的反应热，因此，C正确； D根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加
4、成的反应热，因此，D不正确。综上所述，本题选C。3（2021广东高考真题）“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学，长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是A煤油是可再生能源B燃烧过程中热能转化为化学能C火星陨石中的质量数为20D月壤中的与地球上的互为同位素【答案】C【解析】A煤油来源于石油，属于不可再生能源，故A错误；B氢气的燃烧过程放出热量，将化学能变为热能，故B错误；C元素符号左上角数字为质量数，所以火星陨石中的 20Ne 质量数为20，故C正确；D同位素须为同种元素，3He 和 3H的质子数不同，不可能为同位素关系，故D错误；故选C。4
5、（2021河北高考真题）下列操作规范且能达到实验目的的是A图甲测定醋酸浓度B图乙测定中和热C图丙稀释浓硫酸D图丁萃取分离碘水中的碘【答案】A【解析】A氢氧化钠溶液呈碱性，因此需装于碱式滴定管，氢氧化钠溶液与醋酸溶液恰好完全反应后生成的醋酸钠溶液呈碱性，因此滴定过程中选择酚酞作指示剂，当溶液由无色变为淡红色时，达到滴定终点，故A选；B测定中和热实验中温度计用于测定溶液温度，因此不能与烧杯内壁接触，并且大烧杯内空隙需用硬纸板填充，防止热量散失，故B不选；C容量瓶为定容仪器，不能用于稀释操作，故C不选；D分液过程中长颈漏斗下方放液端的长斜面需紧贴烧杯内壁，防止液体留下时飞溅，故D不选；综上所述，操作
6、规范且能达到实验目的的是A项，故答案为A。5（2021浙江高考真题）已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：共价键H- HH-O键能/(kJmol-1)436463热化学方程式2H2(g) + O2 (g)=2H2O(g) H= -482kJmol-1则2O(g)=O2(g)的H为A428 kJmol-1B-428 kJmol-1C498 kJmol-1D-498 kJmol-1【答案】D【分析】根据H=反应物的键能总和-生成物的键能总和计算。【解析】反应的H=2(H-H)+(O-O)-4(H-O)；-482kJ/mol=2436kJ/mol+(O-O)-4463kJ/mol，解得O-O键的
7、键能为498kJ/mol，2个氧原子结合生成氧气的过程需要释放能量，因此2O(g)=O2(g)的H=-498kJ/mol。6（2021浙江高考真题）在298.15 K、100 kPa条件下，N2(g) +3H2 (g)=2NH3(g) H=-92.4 kJmol-1，N2 (g) 、H2(g)和NH3(g)的比热容分别为29.1、28.9和35.6JK-1mol-1。一定压强下，1 mol反应中，反应物N2(g) +3H2(g)、生成物2NH3(g)的能量随温度T的变化示意图合理的是ABCD【答案】B【解析】该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，根据题目中给出的反应物与生成物的比
8、热容可知，升高温度反应物能量升高较快，反应结束后反应放出的热量也会增大，比较4个图像B符合题意，故答案选B。二、原理综合题7（2021湖南高考真题）氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。方法I：氨热分解法制氢气相关化学键的键能数据化学键键能946436.0390.8一定温度下，利用催化剂将分解为和。回答下列问题：(1)反应_；(2)已知该反应的，在下列哪些温度下反应能自发进行？_(填标号)A25 B125 C225 D325(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为
9、200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。若保持容器体积不变，时反应达到平衡，用的浓度变化表示时间内的反应速率_(用含的代数式表示)时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后分压变化趋势的曲线是_(用图中a、b、c、d表示)，理由是_；在该温度下，反应的标准平衡常数_。(已知：分压=总压该组分物质的量分数，对于反应，其中，、为各组分的平衡分压)。方法：氨电解法制氢气利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。(4)电解过程中的移动方向为_(填“从左往右”或“从右往左”)；(5)阳极的电极反应式为_。KOH溶液KOH溶液【答案】+90.8 CD b 开始体
10、积减半，N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来2倍要小 0.48 从右往左 2NH3-6e-+6OH-= N2+6H2O 【解析】(1) 根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能，2NH3(g)N2(g)+3H2(g)，H=390.8kJmol-1-(946 kJmol-1+436.0kJmol-1)= +90.8kJmol-1，故答案为：+90.8；(2)若反应自发进行，则需H-TS=456.5K，即温度应高于(456.5-273)=183.5，CD符合，故答案为：CD；(3)设t1时达到平衡，转化的NH3的物质的量为2x，列出三段式：根据同温同压下，混合气体的物
11、质的量等于体积之比，=，解得x=0.02mol，(H2)=molL-1min-1，故答案为：；t2时将容器体积压缩到原来的一半，开始N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来2倍要小，故b曲线符合，故答案为：b；开始体积减半，N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来2倍要小；由图可知，平衡时，NH3、N2、H2的分压分别为120 kPa、40 kPa、120 kPa，反应的标准平衡常数=0.48，故答案为：0.48；(4)由图可知，通NH3的一极氮元素化合价升高，发生氧化反应，为电解池的阳极，则另一电极为阴极，电解过程中OH-移向阳极，则从右往左移
12、动，故答案为：从右往左；(5)阳极NH3失电子发生氧化反应生成N2，结合碱性条件，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-= N2+6H2O，故答案为：2NH3-6e-+6OH-= N2+6H2O。2021年化学高考模拟题一、单选题1（2021九龙坡区重庆市育才中学高三三模）工业合成三氧化硫的反应为2SO2(g)O2(g)2SO3(g) H=-198kJmol-1，反应过程可用下图模拟(代表O2分子，代表SO2分子，代表催化剂)。下列说法不正确的是A过程和过程决定了整个反应进行的程度B过程为吸热过程，过程为放热过程C加入SO2和O2各1mol，充分反应后放出的热量小于99KJD催化剂可降低反应
13、的活化能，使H减小【答案】D【解析】A过程I是吸附放热过程，自发进行程度大，但过程II是共价键断裂的过程，过程IV是生成物解吸过程，需要消耗能量，它们的活化能相对较大，决定了全部反应进行的程度，A正确；B由图可知，过程II化学键断裂，为吸热过程，过程III化学键形成，为放热过程，B正确；C反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-198kJ/mol是可逆反应，所以1molSO2和1molO2反应时消耗SO2的物质的量小于1mol，放热小于99kJ，C正确；D催化剂不能改变反应的始终态，不能改变反应物和生成物的内能，所以不能改变反应热，D错误；故选：D。2（2021重庆市第十一中学校高三
14、二模）文献报道：在45 、0.1 MPa时，科学家以铁粉为催化剂，通过球磨法合成氨。部分反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注)，下列说法正确的是A由此历程可知：N*3H*NH*2H* H0B铁粉改变了合成氨的反应历程和反应热C图示过程中有极性共价键的生成D用不同催化剂合成氨，反应历程均与上图相同【答案】C【解析】AH与反应过程无关，取决于反应的起点和终点，由图知，反应物的总能量比生成物的总能量高，为放热反应H0，则N*3H*NH*2H* H0，A错误；B铁粉做催化剂，只改变反应历程，不改变始终态，即不能改变反应热，B错误；C过程中有N-H极性共价键的生成，C正确；D不同的催化剂，改
15、变反应的历程不一样，D错误；故选：C。3（2021青海高三三模）上海交通大学仇毅翔等研究了不同含金化合物催化乙烯加氢C2H4(g)H2(g)=C2H6(g) H=a molL-1的反应历程如下图所示：下列说法正确的是A该反应为吸热反应Ba=-129.6C催化乙烯加氢效果较好的催化剂是AuFD两种过渡态物质中较稳定的是过渡态1【答案】B【解析】A 该反应生成物具有的能量低，为放热反应，故A错误；B由反应物、生成物的总能量可知a=-129.6kJ/mol-0=-129.6kJ/mol， a=-129.6，故B正确；C 由图可知AuPF3+对应的活化能小，则催化效果好，故C错误；D 过渡态1所处状态
16、能量高于状态2，两种过渡态物质中较稳定的是过渡态2，故D错误；故选B。4（2021全国高三零模）科学家结合实验和计算机模拟结果，研究了在贵重金属催化剂表面上的气态体系中，一个分子还原的能量变化与反应历程如图所示。下列说法错误的是A该反应的热化学方程式为 B决定整个反应速率快慢的步骤是C反应过程中断裂与形成的化学键都包含键和键D改变催化剂，不能使反应的焓变发生改变【答案】A【解析】A该过程表示一个分子还原的能量变化，热化学方程式对应的能量变化应该是2mol分子被还原的能量，故A错误； B活化能大速率慢，是决速步骤，的活化能大于，决定整个反应速率快慢的步骤是，故B正确；C反应物分子既含有键和键，生
17、成物N2和CO2含有键和键，所以反应过程中断裂与形成的化学键都包含键和键，故C正确；D催化剂只能改变反应历程，不能改变焓变，故D正确；故答案为A。5（2021陕西宝鸡市）2007年诺贝尔化学奖授予埃特尔以表彰其对于合成氨反应机理的研究，氮气和氢气分子在催化剂表面的部分变化过程如图所示，下列说法不正确的是A升高温度不能提高一段时间内的产率B图过程吸热，图过程放热C在反应过程中三键均发生断裂D反应过程中存在、等中间产物【答案】A【解析】A升高温度，化学反应速率加快，可以提高一段时间内的产率，A错误；B图过程表示断裂氮气分子的化学键，断键吸热，图过程表示形成氮氢单键，成键放热，B正确；C由图可知，在
18、反应过程中三键均发生断裂，C正确；D图表明反应过程中存在、等中间产物，D正确；答案为：A。6（2021安徽高三一模）马里奥莫利纳等科学家通过研究揭示了大气中臭氧层被破坏的机理，如图所示。下列说法错误是ACFCl3是四面体结构B过程中的O原子可能来自大气中O2或O3的解离C整个过程中，CFCl3是O3分解的催化剂D紫外线辐射提供破坏化学键的能量【答案】C【分析】过程为：CFCl3Cl+ CFCl2，过程为：Cl+O3O2+ClO，过程为：ClO +OO2+Cl【解析】A CH4是正四面体结构，CFCl3就相当于用F将一个H原子替代了，用3个Cl将一个3个H原子替代了，虽然键长、键角有变化，但是还
19、是四面体结构，A正确；B过程为：CFCl3Cl+ CFCl2，过程为：Cl+O3O2+ClO，过程为：ClO +OO2+Cl，故过程中的O原子可能来自大气中O2或O3的解离B正确；C过程为：CFCl3Cl+ CFCl2，过程为：Cl+O3O2+ClO，过程为：ClO +OO2+Cl，我们发现CFCl3作为反应物被消耗，CFCl3不是催化剂，C错误；D由图可知，紫外线辐射提供破坏了C-Cl，断键需要吸收能量， D正确； 故选D。7（2021浙江高三其他模拟）反应A+BC分两步进行：反应A+BX，反应XC。反应过程中能量变化如图，下列说法正确的是A该反应为放热反应，H=a-dB催化剂通过降低化学反
20、应的焓变加快化学反应速率C升高温度，a、b、c、d的数值均会发生改变D该反应速率的快慢主要由反应决定【答案】C【解析】A根据图示可知：反应物A和B的能量总和比生成物C的高，发生反应放出热量，故该反应为放热反应，H=(a+c)-(d+b)，A错误；B催化剂通过改变反应途径，降低反应的活化能来加快化学反应速率，但该反应的焓变不变，B错误；C升高温度，物质的内能发生改变，故a、b、c、d的数值均会发生改变，C正确；D化学反应速率的快慢由反应速率慢的决定。反应的活化能越大，反应需消耗的能量就越高，反应就越难发生。根据上述图示可知反应的活化能较大，故该反应速率的快慢主要由反应决定，D错误；故合理选项是C
21、。8（2021广西南宁市南宁三中高三三模）为应对全球气候问题，中国政府承诺“2030 年碳达峰”、“2060 年碳中和”。科学家使用络合物作催化剂，用多聚物来捕获二氧化碳，反应可能的过程如图所示。下列叙述错误的是A该反应若得以推广将有利于碳中和B反应过程中只有极性键的断裂和形成C总反应方程式为CO2 +3H2CH3OH + H2OD开发太阳能、风能等再生能源可降低CO2、CH4温室气体的碳排放【答案】B【解析】A碳中和指将通过植树造林、节能减排等方式，抵消自身产生的CO2等温室气体，实现相对碳的“零排放” ，故A正确；B第二、四步有H2参与反应，存在非极性键的断裂，故B错误；C除去环上循环的物
22、质和催化剂，总反应的反应物为CO2、H2生成物为CH3OH与H2O，故C正确；D碳排放是指CO2、CH4等温室气体排放的简称，故D正确；故选B。9（2021长沙市明德中学高三三模）Ni可活化C2H6放出CH4，其反应历程如下图所示：下列关于活化历程的说法错误的是A此反应的决速步骤：中间体2中间体3B只涉及极性键的断裂和生成C在此反应过程中Ni的成键数目发生变化DNi(s)+C2H6(g)=NiCH2(s)+CH4(g) H=6.57 kJmol-1【答案】B【解析】A中间体2中间体3能量差值最大，该步反应的活化能最大，是化学反应的决定速率的步骤，A正确；B反应过程涉及到C-C键断裂和C-H键形
23、成，涉及到非极性键的断裂和极性键的形成，B错误；C根据图示可知：在此反应过程中Ni的成键数目在不断发生变化，C正确；DNi(s)+C2H6(g)=NiCH2(s)+CH4(g) H=E生成物-E反应物=-6.57 kJ/mol-0 kJ/mol=-6.57 kJ/mo1，D正确；故合理选项是B。10（2021北京高三其他模拟）Deacon催化氧化法将HCl转化为Cl2的反应为：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)H=-116kJmol-1研究发现CuCl2(s)催化反应的过程如下：反应i：CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g)H1=+83kJmol-1反应ii：C
24、uCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g)H2=-20kJmol-1反应iii：下列表述不正确的是A反应i中反应物的总能量小于生成物的总能量B反应ii中，1molCuCl(s)反应时转移2mole-C推断反应iii应为CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)H3=-242kJmol-1D由反应过程可知催化剂参与反应，通过改变反应路径提高反应速率【答案】C【解析】A反应i为吸热反应，则反应物的总能量小于生成物的总能量，A正确；B 反应ii中，铜从+1升高到+2、氯从-1升高到0，则1molCuCl(s)反应时失去2mole-，氧气中氧从0降低到-2，则molO2得到
25、2mole-，B正确；C 按盖斯定律，反应4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)H=-116kJmol-1减去2(反应i+反应ii)可得：2CuO(s)+4HCl(g)=2CuCl2(s)+2H2O(g)H3=-242kJmol-1，则CuO(s)+2HCl(g)= CuCl2(s)+ H2O(g)H3=-121kJmol-1，C不正确；D 由反应过程可知催化剂参与反应后重新生成，但催化剂改变反应路径、通过降低反应活化能提高反应速率，D正确；答案选C。11（2021河南新乡市新乡县一中高三其他模拟）CH3-CH=CH-COOCH3有两种立体异构体和，由CH3CHO和Ph3P
26、=CHCOOCH3反应制取这两种异构体的历程中能量变化如图已知：在立体结构中，实线表示该键在纸平面上，实楔形线表示该键在纸前方，虚线表示该键在纸后方。下列说法正确的是A比稳定B温度升高，CH3CHO的转化率减小C生成的过程中，速率最快的是由生成的反应D两个反应历程中，中间产物相同【答案】C【解析】A图像中比能量高，稳定，A错误；B图像该反应历程中生成两种物质都是吸热反应，温度升高，CH3CHO的转化率增大，B错误。C由生成的过程活化能最小，反应速率快，C正确；D两个反应历程中，是生成的中间产物，是生成的中间产物，两个过程中间产物不同，D错误；故选C。12（【一飞冲天】4.实验中学一模）CO与N
27、2O在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，两步为N2O+Fe+=N2+FeO+(慢)、FeO+CO=CO2+Fe+(快)。下列说法正确的是A分子构型：CO2为直线型，N2O为V形(已知N2O中每个原子都满足8电子稳定结构)B反应的活化能比反应大C反应中每转移1mol电子，生成N2体积为11.2LD两步反应均为放热反应，总反应的化学反应速率由反应决定【答案】B【解析】ACO2与N2O均为三原子分子，22个电子，互为等电子体，所以均为直线型分子，故A错；B反应N2O+Fe+=N2+FeO+(慢)，反应FeO+CO=CO2+Fe+(快)，由图示可知，则反应活化能较反应大，故B正确；C选
28、项中未告诉是否处于标况下，若标况下，则根据可知，每转移1mol电子，生成N2体积为11.2L，故C错；D总反应的化学反应速率由反应较慢一步所决定，即由反应决定，故D错；答案选B。13（2021阜新市第二高级中学高三其他模拟）CO2是廉价的碳资源，将其甲烷化具有重要意义。其原理是CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)H0.在某密闭容器中，充入1molCO2和4molH2发生上述反应，下列叙述正确的是A反应物的总能量小于生成物的总能量B升高温度可增大活化分子的百分数及有效碰撞频率，因而温度越高越利于获得甲烷C恒温、恒压条件下，充入He，平衡向正反应方向移动D在绝热密闭容器中进行时
29、，容器中温度不再改变，说明已达到平衡【答案】D【解析】A该反应是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，故A错误；B该反应是放热反应，升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，则温度越高越不利于获得甲烷，故B错误；C恒温、恒压条件下充入惰性气体氦气，容器的容积增大，相当于减小压强，该反应为气体体积减小的反应，减小压强，平衡向逆反应方向移动，故C错误；D该反应是放热反应，在绝热密闭容器中进行时，反应温度会增大，则当容器中温度不再改变时，说明正、逆反应速率相等，反应已达到平衡，故D正确；故选D。14（2021阜新市第二高级中学高三其他模拟）在含有Fe3+、S2O和I-的混合溶液中，反应S2O(aq)
30、+2I-(aq)=2SO(aq)+I2(aq)的分部机理如下，反应进程中的能量变化如图所示。步骤：2Fe3+(aq)+2I-(aq)=2Fe2+(aq)+I2(aq)步骤：S2O(aq)+2Fe2+(aq)=2SO(aq)+2Fe3+(aq)下列关于该反应的说法错误的是AFe3+是该反应的催化剂B步骤比步骤速率快C该反应为放热反应D若不加Fe3+，则正反应的活化能比逆反应的大【答案】D【分析】步骤：2Fe3+(aq)+2I-(aq)=2Fe2+(aq)+I2(aq)，步骤：S2O(aq)+2Fe2+(aq)=2SO(aq)+2Fe3+(aq)，+得S2O(aq)+2I-(aq)=2SO(aq)
31、+I2(aq)，Fe3+作催化剂，Fe2+为中间产物，S2O(aq)+2I-(aq)+2Fe3+(aq)的总能量高于2Fe3+(aq)+2SO(aq)+I2(aq)的总能量，反应放热。【解析】A根据反应的机理可知铁离子参与了反应，但是在反应前后其物质的量不变，则Fe3+是该反应的催化剂，故A正确；B由图象可知步骤的活化能大于步骤的，活化能越大，反应速率越小，故步骤反应速率慢，故B正确；C反应物的总能量高于生成物的总能量，所以该反应为放热反应，故C正确；DH=正反应的活化能-逆反应的活化能，该反应为放热反应，不管加不加催化剂，正反应活化能都低于逆反应活化能，故D错误；故选D。15（2021长沙市
32、明德中学高三三模）我国研究人员研发了一种新型纳米催化剂，实现CO2和H2反应得到CH4，部分微粒转化过程如图(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)。下列说法不正确的是A过程吸收热量B过程涉及极性键的断裂和形成C结合过程，过程的方程式为*C+2*OH+6HCH4+2H2OD整个过程中制得1molCH4转移电子的物质的量为6mol【答案】D【解析】A由图示知，过程涉及*CO2中化学键的断裂，需要吸收能量，A正确；B由图示知，过程涉及*CO中极性键断裂和生成物*OH中极性键的形成，B正确；C由图示知，过程对应方程式为：*CO+*O+2H*C+2*OH，过程反应物为*C、*OH、H，生成物为CH4和H2
33、O，根据过程知*C、*OH反应比例为1:2，故过程方程式为：*C+2*OH+6HCH4+2H2O，C正确；DCO2转化为CH4，碳元素化合价由+4价降低为-4价，得关系式：CO2CH48e-，故1 mol CH4生成转移电子为8 mol，D错误；故答案选D。16（2021天津高三一模）正戊烷异构化为异戊烷是油品升级的一项重要技术。在合适催化剂和一定压强下，正戊烷的平衡转化率(a)随温度变化如图所示。名称熔点/沸点/燃烧热H/kJmol-1正戊烷-13036-3506.1异戊烷-159.427.8-3504.1下列说法不正确的是A正戊烷异构化为异戊烷反应的H0B2836时，随溫度升高，正戊烷的平
34、衡转化率增大，原因是异戊烷气化离开体系，产物浓度降低，平衡正向移动C寻找更好的催化剂可使正戊烷异构化为异戊烷的转化率大大提升D150时，体系压强从100kPa升高到500kPa，正戊烷的平衡转化率基本不变【答案】C【解析】A根据正戊烷和异戊烷的燃烧热， ， ，根据盖斯定律得正戊烷异构化为异戊烷反应，故A正确；B根据表中沸点数值，在2836时，随温度升高，异戊烷气化离开体系，产物浓度降低，导致平衡正向移动，正戊烷的平衡转化率增大，故B正确；C催化剂不影响平衡，不能提高平衡转化率，故C错误；D 150时，正戊烷和异戊烷都是气态，此时反应前后气体体积不变，增大压强，平衡不移动，正戊烷的平衡转化率不变
35、，故D正确；答案选C。17（2021天津高三一模）如图是CH4与Cl2生成CH3Cl的部分反应过程中各物质物质的能量变化关系图(Ea表示活化能)，下列说法错误的是A增大Cl2的浓度，可提高反应速率，但不影响H的大小B第一步反应的速率小于第二步反应C总反应为放热反应D升高温度，Ea1、Ea2均增大，反应速率加快【答案】D【解析】ACl2是该反应的反应物，增大反应物的浓度，反应速率增大，但增大氯气的浓度不影响H的大小，故A正确；B第一步反应所需活化能Ea1大于第二步反应所需活化能Ea2，第一步反应单位体积内活化分子百分数低于第二步反应，故第二步反应速率更大，故B正确；C反应物总能量大于生成物总能量
36、，为放热反应，故C正确；DEa1、Ea2分别为第一步反应、第二步反应所需活化能，升高温度，反应所需活化能不变，即Ea1、Ea2不变，故D错误；故选D。二、原理综合题18（2021安徽高三一模）甲醇是目前人类认知最为安全、高效、清洁的替代燃料，可用如下方法制备：碳的氧化物和氢气合成法，其主要反应包括：.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H1=90.8kJmol1.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H2=49.0kJmol1.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H3(1)在恒温的合成塔中发生上述反应，达到平衡时合成塔出口处总压强为5.0MPa，各组
37、分的体积分数如表所示：COCO2H2CH3OH其他10.0%5.0%50.0%2.5%32.5%反应的焓变H3=_。此温度下反应的平衡常数Kp=_(MPa)2。(2)反应是合成甲醇的主要反应，在二氧化碳存在时，单位体积催化剂上生成甲醇的速率如图：加入二氧化碳对甲醇反应速率的影响是_。在无二氧化碳的体系中加入适量氧气也可以起到和二氧化碳相似的作用，原因是_。(3)一氧化碳与氢气的反应历程如图，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。该反应历程中控速步骤的能垒为_eV。写出虚线框内发生的化学反应方程式_。【答案】+41.8kJ/mol 0.04 先增大后减小 氧气能与一氧化碳反应生成二氧化碳 0.8
38、 H3CO *+H2=CH3OH* 【解析】(1)由盖斯定律可知，反应反应得反应，则焓变H3=H2H1= (49.0 kJ/mol)(90.8kJ/mol)= +41.8kJ/mol，故答案为：+41.8kJ/mol；由题给数据可知，一氧化碳、氢气和甲醇的平衡分压分别为10.0%5.0MPa=0.5 MPa、50%5.0MPa=2.5 MPa、2.5%5.0MPa=0.125 MPa，则反应的平衡常数Kp=0.04(MPa)2，故答案为：0.04；(2)由图可知，随着二氧化碳百分含量的增加，单位体积催化剂上，甲醇反应速率先增大后减小，故答案为：先增大后减小；若在无二氧化碳的体系中加入适量氧气，
39、氧气能与一氧化碳反应生成二氧化碳，从而起到和二氧化碳相似的作用，故答案为：氧气能与一氧化碳反应生成二氧化碳；(3)化学反应速率取决于化学反应速率最慢的一步，反应的能垒越大，反应速率越慢，由图可知，反应历程中控速步骤的能垒为(0.1eV)(0.9eV)=0.8eV，故答案为：0.8；由图可知，虚线框内发生的反应为H3CO *与H2反应生成CH3OH*，反应的化学反应方程式为H3CO *+H2=CH3OH*，故答案为：H3CO *+H2=CH3OH*。19（2021四川成都市成都七中）近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学
40、研究的热点。回答下列问题：(1)Deacon发明的直接氧化法为：。下图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl)c(O2)分别等于11、41、71时HCl平衡转化率随温度变化的关系：可知该反应在_(高温或低温)条件下能自发进行。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)c(O2)=11的数据计算K (400)=_(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)c(O2)过低、过高的不利影响分别是_。(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行： H1=83 kJmol-1则的_(3)在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是
41、_(写出2种)(4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：负极区发生的反应有_(写反应方程式)。电路中转移1mol电子，需消耗氧气_L(标准状况)。【答案】高温 O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低 -58kJmol-1 增加反应体系压强；及时分离出产物 Fe3+e-Fe2+、4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O 5.6 【解析】(1)根据图知，进料浓度比c(HCl)：c(O2)一定时，升高温度HCl的转化率降低，说明平衡逆向移动，升高温度平衡向吸热方向移动，则正反应为放热反应，H0，反应为
42、气体分子数减小的反应，S0，则高温下自发进行；温度一定时进料浓度比c(HCl)：c(O2)越大，HCl的转化率越小，所以400进料浓度比c(HCl)：c(O2)=1：1时，HCl的转化率为最上边曲线，HCl转化率为84%，列三段式：，400时化学平衡常数 ；进料浓度比c(HCl)：c(O2)过低O2和Cl2分离能耗较高、过高时HCl转化率较低，所以投料浓度比过高或过低都不好；(2)根据盖斯定律：H=H1+H2+H3=(83-20-121)kJmol-1=-58kJmol-1；(3)提高HCl的转化率，即要反应正向进行，4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)，正向是气体分子数减
43、少的反应，可以增大压强，使反应正向；亦可分离出生成物，使反应正向；(4)根据图示，电解池左侧发生反应Fe3+e-Fe2+，该反应为还原反应，属于电解池的阴极，负极通入氧气后Fe2+被O2氧化而再生成Fe3+，该反应为4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O；根据电子守恒及4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O可知，电路中转移1mol电子，消耗氧气的物质的量为：1mol1/4=0.25mol，标况下0.25mol氧气的体积为：22.4L/mol0.25mol=5.6L。20（2021河南新乡市新乡县一中高三其他模拟）在一定条件下，由CO2和H2合成甲醇已成为现实，该合成对解决能源问题具有重大意
44、义。该过程中有两个竞争反应，反应过程能量关系如图。(1)请写出CO(g)与H2(g)生成CH3OH(g)的热化学方程式为_。(2)对于CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)反应，已知v正=k正c(CO2)c3(H2)，v逆=k逆c(CH3OH)c(H2O)，升高温度k正增大的倍数_k逆增大的倍数(填“”、“”或“=”)，为了提高H2的转化率，可采取的措施有_(填选项)。A加压B升温C加催化剂D增加CO2的浓度(3)在一容积可变的密闭容器中，充入1molCO2与3molH2发生反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，CO2在不同温度下的平衡转化率与总压强的关系如下图所示，图中M点时CH3OH的物质的量分数为_，该反应的压强平衡常数为Kp=_atm-2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数)(4)由CO2和H2合成甲醇有两个竞争反