2021年高考化学真题和模拟题分类汇编专题09化学能与热能含解析(一)

专题09化学能与热能

2021年化学高考题

一、单选题

L（2021•山东高考真题）+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：

咐

18OI%

+01T、口、H3c----COCH3、N、|+CH3。

H3c—C—OCHS|H3c—C—OH

OH

1SO-1SOH

能量变化如图所示。已知H3c—C—OCH；3c—C—OCH§为快速平衡，

OHO-

下列说法正确的是

锻

fi

iw.-cmq

士w

度应要穆

A.反应n、in为决速步

B.反应结束后，溶液中存在“匕

C.反应结束后，溶液中存在CH3180H

D.反应I与反应W活化能的差值等于图示总反应的婚变

R答案9B

R解析H

A.-•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;

%-180H

B.反应I为加成反应，而H3c——C——OCH3与H3c——C——OCH3为快速平衡，反应

OH0-

180H

———"1

II的成键和断键方式为H3c——C——QCHa或H3c——C——后者能生成"0H,

00-

因此反应结束后，溶液中存在|'0田，故B正确;

O

-1SOH

-UoCH.因此反应

C

C.反应III的成键和断键方式为H、C-或H3c

OH

结束后溶液中不会存在CH「H,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CHQ的总能量与||和0H的总能量之差等于图示

H3c—C—OHH3c—C——OCHS

总反应的焰变，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AH,下列判断正确的是

[^|(g)+2H(g)

2△7/2

|^^|(g)+H(g)------5a

^^|(g)+3H2(g)2

A.AH,>0,AH2>0B.AH3=AH1+AH2

c.AH1>AH2,AH3>AH2D.AH2=AH3+AH4

K答案』c

K祥解X

一般的烯煌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

该反应为吸热反应。

R解析X

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，AH,<0,AH2<0,

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A&wAHi+△!■%,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，△H|V0,AH2<0,由于

Imol1,3-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AH】AAH2：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（AH4,。）,

根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加成的反应热AH,=AH4+AH?,因此AH,>AH2,C正确:

D.根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加成的反应热△凡5匕+期？，因此AH?=4乩％也，

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.H?燃烧过程中热能转化为化学能

C.火星陨石中的2"Nc质量数为20

D.月壤中的aHe与地球上的3H互为同位素

K答案』c

K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，将亿学能变为热能，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^Ne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.（2021•河北高考真题）下列操作规范且能达到实验目的的是

NaOH

温度”•J环形破聘

标准溶液

搅拌棒

源纸板

醋酸八

碎纸条

（含酚

甲

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

R答案』A

K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酬作指示剂，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-0

键能/(kJ•mol1)436463

热化学方程式2H2(g)+02(g)=21^0(g)△年-482kJ•mol'1

则20(g)=02(g)的八月为

A.428kJ•mol-1B.-428kJ・mol-1C.498kJ・mol-1D.-498kJ•mol-1

K答案HD

R祥解D

根据△用反应物的键能总和-生成物的键能总和计算。

R解析U

反应的A/^2(H-H)+(0-0)-4(H-0)；-482kJ/mol=2X436kJ/mol+(0-0)-4X463kJ/mol,解得

0-0键的键能为498kJ/mol,2个氧原子结合生成氧气的过程需要释放能量，因此20(g)=(Ug)

的△庐-498kJ/mol。

6.(2021•浙江高考真题)在298.15K、100kPa条件下，N2(g)+3H2(g)=2NHo(g)AH=-92.4

1

kJ•mol_,N2(g)、虫㈤和NHs(g)的比热容分别为29.1、28.9和35.6J・K~・mol：一定

压强下，1mol反应中，反应物EN2(g)+3H2(g)1生成物C2NH3(g)3的能量随温度T的变化

示意图合理的是

R答案1B

K解析H

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N三NH-HN-H

键能E/（kJ・mo『）946436.0390.8

一定温度下，利用催化剂将NH】分解为N?和H?。回答下列问题：

⑴反应2NH，（g）UN2（g）+3H2（g）AH=kJ-moF1;

⑵已知该反应的A5=198.9J-mol，K,在下列哪些温度下反应能自发进行？（填

标号）

A.25CB.125cC.225cD.325C

（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O.lmolNH,通

入3L的密闭容器中进行反应（此时容器内总压为200kPa）,各物质的分压随时间的变化曲线如

图所示。

2O

E

d1

*

0.26

21

/

H

e

0..8

0.4

0

Z/min

①若保持容器体积不变，。时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0~4时间内的反应速率

V（H2）=molmin”（用含乙的代数式表示）

②a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N2分压变化趋

势的曲线是（用图中a、b、c、d表示），理由是；

③在该温度下，反应的标准平衡常数K®=o（已知：分压;总压X该组分物质的量分

/、g/、h

PG.PH.

00

e

数，对于反应＜10^）+。£恁）08（3（8）+阳值），K&=:，,其中p=100kPa,

同停）

PG、PH、PD、PE为各组分的平衡分压）。

方法n：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。

阴

离

子

H2

交

NH3换

膜

KOH溶液KOH溶液

（4）电解过程中OH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

K答案工+90.8CD----b

*1

开始体积减半，M分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，用分压比原来2倍

要小0.48从右往左2NH3-6e+6OH=N2+6H2O

K解析H

(1)根据反应热;反应物的总键能-生成物的总键能，2NH(g)UN2(g)+3H2(g),

/A390.8kJ-mol1x3x2-(946k?mor'+436.0kJ-mollx3)=+90.8k「mol”,故答案为：

+90.8：

❷H90.8xl03J/mol

(2)若反应自发进行，则需♦〃T*5<0,T>--=456.5K,即温度应高于

❷S198.9J/(molK)

(456.5-273)℃=183.5℃,CD符合，故答案为：CD；

(3)①设L时达到平衡，转化的NH,的物质的量为2x,列出三段式:

2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)

起始/mol0.100

转化/mol2xX3x

平衡/mol0.1-2xX3x

根据同温同压下，混合气体的物质的量等于体积之比，八叫="要，八，解得

0.1+2x120+120+40

0.02x3mol0.020.02

x=0.02mol,V(H)=---------=----mol'L'1-min'1,故答案为：----：

23Lxtft

②t2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，电分压比原来2倍要小，故b曲线符合，故答案为：b：开始体积减半，岫分压变为原

来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，岫分压比原来2倍要小；

③由图可知，平衡时，NIL③%的分压分别为120kPa、40kPa.120kPa,反应的标准平

0.4x(1.2)3

衡常数K*:=0.48,故答案为：0.48：

(IT

(4)由图可知，通N%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0H移向阳极，则从右往左移动，故答案为：从右往左；

(5)阳极N%失电子发生氧化反应生成而结合碱性条件，电极反应式为：2NH「6e+60H=N2+6H20,

故答案为：2NH3-6e+60FT=N2+6H20o

2021年化学高考模拟题

一、单选题

L（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2Sa（g）+

02（g）峰?>2S03（g）AH=-198kJ•mol-1,反应过程可用下图模拟（♦・代表G分子，

/Q、代表S02分子，\\\\\\\\代表催化剂）。下列说法不正确的是

A.过程U和过程TTT决定了整个反应进行的程度

B.过程n为吸热过程，过程m为放热过程

C.加入S02和。2各1IDO1,充分反应后放出的热量小于99KJ

D.催化剂可降低反应的活化能，使AH减小

K答案DD

K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2s（UgHCMg）?2sOKg）Z\H=-198kJ/mol是可逆反应，所以ImolSO?和lmolO?反应时消

耗SQ的物质的量小于ImoL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：Do

2.（2021•重庆市第H^一中学校高三二模）文献报道：在45C、0.1MPa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

相过渡态1

对

能

量

NH*2H*NH2*H*

------------------------------------------------------------->

反应历荏

A.由此历程可知：N*+3H*=NH*+2H*AH>0

B.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

K答案』C

R解析X

A.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AH<0,则N*+3H*=NH*+2H*AH<0,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，改变反应的历程不一样，D错误；

故选:Co

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RGlUg）

-，

+H2（g）=C2H6（g）△层amol•L3的反应历程如下图所示：

催化剂:AuF催化剂:AuPF；

一m

」

。O

1—3.46(

00..0(O.号

二t

M

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H-48.8

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吞

国±

M邮

舞

%卷)

).；-129.6=

羡

Z安u

云

<J'\活正

.-W7"

-233.7

反应历程反应历程

下列说法正确的是

A.该反应为吸热反应B.a=-129.6

C.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

K答案NB

R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=T29.6kJ/mo]-0=T29.6kJ/mol,a=-129.6,故B正确;

C.由图可知AuPF；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CO分子还原NO的能量变化与反应历程如图所示。下列说法错误

A.该反应的热化学方程式为2CO（g）+2NO（g）=N2（g）+2co2（g）

A/7=Ed-EakJmol-'

B.决定整个反应速率快慢的步骤是①

C.反应过程中断裂与形成的化学键都包含。键和兀键

D.改变催化剂，不能使反应的皓变发生改变

K答案RA

R解析』

A.该过程表示一个CO分子还原NO的能量变化，热化学方程式对应的能量变化应该是

2molCO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，①的活化能大于②，决定整个反应速率快慢的步骤是①，

故B正确；

C.反应物CO分子既含有。键和九键，生成物用和C02含有。键和冗犍，所以反应过程中断

裂与形成的化学键都包含。键和九键，故C正确；

D.催化剂只能改变反应历程，不能改变焰变，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

•表示N0表示H八俵示催化剂表面

N2（g）+3〃2（g）、二:2NH（g）^H=-92kJ/mol

Slbnl3

A.升高温度不能提高一段时间内NH3的产率

B.图①一②过程吸热，图②一③过程放热

C.N?在反应过程中三键均发生断裂

D.反应过程中存在-NH-、-NH?等中间产物

K答案）1A

R解析》

A.升高温度，化学反应速率加快，可以提高一段时间内NH3的产率，A错误；

B.图①一②过程表示断裂氮气分子的化学键，断键吸热，图②一③过程表示形成氮氢单键,

成键放热，B正确；

C.由图①~②可知，N?在反应过程中三键均发生断裂，C正确;

D.图③④表明反应过程中存在一NH—、-NH2等中间产物，D正确；

答案为：Ao

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

CFCL

o班原子

•氯收f

•碳康「

0•班原f

A.CFCb是四面体结构

B.过程m中的o原子可能来自大气中。2或。3的解离

C.整个过程中，CFCL是a分解的催化剂

D.紫外线辐射提供破坏化学键的能量

K答案4c

R祥解》

过程I为：cFci->ci+过程n为:ci+ofa+cio,过程ni为:cio+o->o+ci

；iCFCI2,32

K解析U

A.CHg是正四面体结构，CFCL就相当于用F将一个H原子替代了，用3个C1将一个3个H

原子替代了，虽然键长、键角有变化，但是还是四面体结构，A正确；

过程I为：过程n为：ci+o3f02+C10,过程in为：cio+o->o+ci,故

B.CFC13-CI+CFCI2,2

过程in中的o原子可能来自大气中或的解离B正确；

C.过程I为：CFC13->C1+CFCb,过程H为：Cl+O3foz+C10,过程m为:CIO+0->02+Cl,我

们发现CFCh作为反应物被消耗，CFCk糕催化剂，C错误；

D.由图可知，紫外线辐射提供破坏了C-C1,断键需要吸收能量，DE确；

故选De

7.(2021•浙江高三其他模拟)反应A+B-C分两步进行：反应①A+B-X,反应②X-C。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，△年a-d

B.催化剂通过降低化学反应的皓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②决定

K答案2c

R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，△住(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，但该反应的熠变不变,

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①的活化能较大，故该反应速率的快慢主要由反应

①决定，D错误；

故合理选项是C。

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

HCOO-

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+3H2------皿——>CH30H+乩0

D.开发太阳能、风能等再生能源可降低CQ、㈤温室气体的碳排放

R答案』B

K解析U

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C02等温室气体，实现相对

碳的“零排放”，故A正确；

B.第二、四步有H?参与反应，存在非极性键的断裂，故B错误；

C.除去环上循环的物质和催化剂，总反应的反应物为CO2、上生成物为CHQH与也0,故C正

确;

D.碳排放是指CO?、CH,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C2Ho放出CHo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2f中间体3

B.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

-1

D.Ni(s)+C2H6(g)=NiCH2(s)+CH4(g)叱~6.57kJ-mol

K答案DB

K解析》

A.中间体2f中间体3能量差值最大，该生反应的活化能最大，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6H键形成，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；

D.Ni(s)+C2H6(g)=NiCH2(s)+CH4(g)A¥=E生成物-E正桁-6.57kj/mol-0kJ/mol=-6.57kj/mol,

D正确；

故合理选项是Bo

10.(2021•北京高三其他模拟)Deacon催化氧化法将HC1转化为Cb的反应为：

-1

4HC1(g)+02(g)=2C12(g)+2H20(g)Atf=-116kJ・mol

研究发现CuCb(s)催化反应的过程如下:

-1

反应1：CuCl2(s)=CuCl(s)+-Cl2(g)A^=+83kJ•mol

2

-1

反应ii：CuCl(s)+-Oz(g)=CuO(s)+-Cl2(g)Ai%=-20kJ•mol

22

.............

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，hnolCuCl(s)反应时转移2mole-

-1

C.推断反应iii应为CuO(s)+2HC1(g)=CuCl2(s)+H20(g)A^=-242kJ-mol

D.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

R答案HC

K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T升高到0,则ImolCuCl(s)反应时失去2moie,氯

气中氧从0降低到-2,则LRIOIOZ得到2moie,B正确；

2

C.按盖斯定律，反应4HCl(g)+a：g)=2c12(g)+2HQ(g)Ai^-116kJ・减去2X(反应i+反

应ii)可得：2CuO(s)+4HC1(g)=2CUC12(s)+2H20(g)△A=-242kJ・mol*,则CuO(s)+2HCl(g)=

-1

CuCl2(s)+H20(g)Aj%=-121kJ-mol,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)(U-CHXH-COOCH有两种立体异构体

COOCH,'。优也

和J,由CHaCHO和PhaPXHCOOQL反应制取这两种异构体的历程中能量变化

如图

E

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

COOCH,fOOCH,

A.J比J稳定

B.温度升高，CUCHO的转化率减小

COOCH,PhF0

C.生成I的过程中，速率最快的是由生成的反应

7CH3OOC、~

D.两个反应历程中，中间产物相同

K答案』c

K解析》

COOCH3GOOCH,

COOCH,比)能量高,)稳定，A错误;

A.图像中、

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，CHOIO的转化率增大，B错误。

Ph,P-0COOCH,

C.由卜｛:生成J的过程活化能最小，反应速率快，c正确;

CH3OOC'

COOCH,

PhPnP%P-O

是生成J的中间产物,

D.两个反应历程中，'v_(L」、

CH.OOC^CH.OOC、

H是生成\/。°℃凡的中间产物，两个过程中间产物不同,

CH3ooe^CH3OOC\

D错误；

故选Co

12.（K一飞冲天》4.实验中学一模）CO与NzO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①NzO+Fe=Nz+FeOY慢）、②FeCT+CBCQ+Fe•（快）。下列说法正确的是

A.分子构型：C02为直线型，40为V形（已知40中每个原子都满足8电子稳定结构）

B.反应①的活化能比反应②大

C.反应中每转移Imol电子，生成用体积为1L2L

D.两步反应均为放热反应，总反应的化学反应速率由反应②决定

K答案』B

K解析H

A.C02与弗0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①N2O+Fe'=N2+FeO'（慢），反应②FeO,+COVOz+Fe，（快），由图示可知，则反应①活化能较

反应②大，故B正确；

C.选项中未告诉是否处于标况下，若标况下，则根据CO+N2O=N2+CC）2可知，每转移Imol

电子，生成心体积为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①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)CO?是廉价的碳资源，将其甲烷化具有重要

意义。其原理是CX)2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H20(g)A乐0.在某密闭容器中，充入ImolC”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，容器中温度不再改变，说明已达到平衡

K答案2I)

K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氮气，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；

I).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Fe\S2O；和「的混合溶液中，反应

SaO：(aq)+2I-(aq)=2S0：(aq)+L(aq)的分部机理如下，反应进程中的能量变化如图所示。

能梳/(kJ-mol'1)

2Feu(aq)+21-(aq)+\_________

S2O^(aq)2Fe'*(aq)+I2(aq)+

_________________2S0i(aq)

反应进总

32

步骤①：2Fe*(aq)+21-(aq)=2Fe*(aq)+I2(aq)

2+3>

步骤②：S20(aq)+2Fe(aq)=2S04-(aq)+2Fe(aq)

下列关于该反应的说法错误的是

A.Fe，♦是该反应的催化剂

B.步骤②比步骤①速率快

C.该反应为放热反应

D.若不加F©3+,则正反应的活化能比逆反应的大

R答案ND

K祥解U

32

步骤①:2Fe*(aq)+2F(aq)=2Fe*(aq)+I2(aq),步骤②：

2f3

S20g-(aq)+2Fe(aq)=2S0(aq)+2Fe^(aq),①+②得S2O,(aq)+2「(aq)=2S0：(aq)+k(aq),

Fe3♦作催化剂，Fe”为中间产物，S2O；(aq)+2「(aq)+2Fe”(aq)的总能量高于

2Fe3'(aq)+2S0：(aq)+L(aq)的总能量，反应放热。

R解析X

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Fe”是该反

应的催化剂，故A正确；

B.由图象可知步骤①的活化能大于步骤②的，活化能越大，反应速率越小，故步骤①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；

D.△户正反应的活化能-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ca

和为反应得到CHo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

下本理的是

A.过程②吸收热量

B.过程③涉及极性键的断裂和形成

C.结合过程③，过程④的方程式为*C+2*0H+6HfCH4+2H2。

D.整个过程中制得ImolC氏转移电子的物质的量为6mol

R答案ND

R解析U

A.由图示知，过程②涉及*C02中化学键的断裂，需要吸收能量，A正确；

B.由图示知，过程③涉及*CO中极性键断裂和生成物*011中极性键的形成，B正确；

C.由图示知，过程③对应方程式为：*C0+*0+2Hf*C+2*0H,过程④反应物为*C、*0H、H,生

成物为CH”和山0,根据过程③知*C、*0H反应比例为1:2,故过程④方程式为：

*C+2*0H+6H^CH.t+2H20,C正确；

D.C0,转化为QL,碳元素化合价由+4价降低为-4价，得关系式：C(VCH/8e,故1molCH,

生成转移电子为8mol,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/C燃烧热AMJ・mol-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A小0

B.28~36c时，随温度升高，正戊烷的平衡转化率增大，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

D.1504c时，体系压强从lOOkPa升高到500kPa,正戊烷的平衡转化率基本不变

K答案Wc

K解析』

A.根据正戊烷和异戊烷的燃烧热,

①CH3cH2cH2cH2cH3。)+8O2(g)=5CO2(g)+6H2O(1)A//=-3506.IkJ/mol,

(CH3)2CHCH2CH3(l)+8O2(g)=5CO2(g)+6H2O(l)A/7=-3504.1kJ/mol,根据盖斯

定律①@得正戊烷异构化为异戊烷反应

CH3cH2cH2cH2cH3。)=(CH3)2CHCH2CH3(1)A//=(-3506.1+3504.l)kJ/mol=-2.0kJ/mol

,故A正确；

B.根据表中沸点数值，在28〜36c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，故D正确；

答案选C。

17.(2021•天津高三一模)如图是CH,与CL生成CH3cl的部分反应过程中各物质物质的能量

变化关系图(以表示活化能)，下列说法错误的是

反应历程

A.增大Ch的浓度，可提高反应速率，但不影响AH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，%、%均增大，反应速率加快

K答案1D

R解析X

A.CL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4H

的大小，故A正确；

B.第一步反应所需活化能图大于第二步反应所需活化能EM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，为放热反应，故C正确：

D.E雇、E必分别为第一步反应、第二步反应所需活化能，升高温度，反应所需活化能不变，即

E„K电不变，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：

-1

I.C0(g)+2H2(g)UCH30H(g)AA5=—90.8kJ-mol

-1

II.CO2(g)+3H2(g)UCH30H(g)+H20(g)△4=—49.OkJ-mol

m.C02(g)+H2(g)^C0(g)+H20(g)△及

(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.OMPa,各组分的体

积分数如表所示：

其他

co82H2CH3OH

10.0%5.0%50.0%2.5%32.5%

①反应m的始变△为二一°

②此温度下反应I的平衡常数4=_(MPa)T。

(2)反应I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：

0-------1--------1--------1-------1-------->

5.010.015.020.025.0

CO2的百分含量

①加入二氧化碳对甲醇反应速率的影响是

②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。

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