2025届高三高考化学三轮冲刺-化学反应的热效应专题练习

试卷第=page11页，共=sectionpages33页试卷第=page11页，共=sectionpages33页2025届高三高考化学三轮冲刺-化学反应的热效应专题练习【基础练习】1．钛（）及其合金是理想的高强度、低密度结构材料，应用广泛。(1)在元素周期表中位于区。(2)生产钛的方法之一是将还原得到，原理如下表：反应a：-21244.7b：-51220①反应的为。②已知越小，反应越容易发生，温度为时更易发生的反应是（选填“a”或“b”）。(3)能高效分解水，为开发氢能源提供了研究方向。一种制取高纯的原理的主反应：。①下图为主反应的与温度的关系，该反应是（填“放热”或“吸热”）反应。②下列关于主反应的说法正确的是。A．减压时平衡正向移动，增大B．当时，反应达到平衡状态C．温度升高，逆反应速率减慢，平衡正向移动D．投料时增大的值，有利于提高的平衡转化率③初始组分和的物质的量均为，的物质的量为时，在体积为的密闭容器中进行合成的反应，分钟时体系部分组分的物质的量随温度的变化曲线如图所示。a．600℃以后，的量增幅不大，而的量明显增多的原因是发生了分解反应：（用方程式表示）。b．求点时主反应的浓度商（列出计算式），则（填“<”“>”或“=”）。2．氨是最基本的化工原料之一，工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，其反应原理为。回答下列问题：(1)相关化学键的键能数据：化学键键能946436.0390.8计算反应。(2)根据工业合成氨的热化学方程式可知，温(填“高”或“低”，下同)有利于提高平衡转化率，温有利于提高反应速率，综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素，工业合成氨通常采用。(3)某合成氨速率方程为：，根据表中数据，。实验1mnpq2np3mn4mp在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为。(填字母)a．有利于平衡正向移动

b．防止催化剂中毒

c．提高正反应速率(4)在催化剂作用下，按的投料比投入，发生反应生成，平衡时混合气中的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示。①该反应的平衡常数(填“<”“=”或“>”)。②、压强为时，的转化率为%(保留三位有效数字)，此时反应的压强平衡常数。[为平衡分压代替平衡浓度计算求得的平衡常数(分压=总压×物质的量分数)]3．实现“碳中和”，综合利用具有重要的意义。一定条件下，与制备气态甲醇的化学方程式为。(1)已知该反应的体系能量变化如图所示，下列说法正确的是(填标号)。A．该反应与灼热的木炭与CO2反应的能量变化关系相符合B．若反应生成的为液态，则放出的能量大于C．1molCO(g)和2molH2(g)在容器中充分反应，放出的能量为(2)恒温条件下，向一体积固定的密闭容器中投入一定量的和进行该反应，下列叙述中能说明反应达到平衡状态的是(填标号)。A．反应中与的物质的量之比为B．混合气体的压强不随时间的变化而变化C．混合气体中的质量分数保持不变(3)工业上也可以用和为原料制备，反应的化学方程式为。在容积为的恒容密闭容器中，充入和，测得和的浓度随时间的变化如图所示：①从，用表示的平均反应速率(保留两位有效数字)。②末，混合气体中的物质的量分数为(已知：B的物质的量分数)。③第时，(填“>”“<”或“=”)。④为提高反应的速率，缩短达到平衡的时间，可采取的措施有(任写一点)。(4)氢氧燃料电池是短寿命载人航天器电源的一个合适的选择。如图是一种碱性氢氧燃料电池结构示意图。①氢气在(填“正”或“负”)极发生反应，请写出负极的电极反应式。②电池工作时产生的水会以水蒸气的形式被反应物气体带出，在出口加装冷凝器可以将水回收。冷凝器应装在出口(填“c”或“d”)处。4．2023年杭州亚运会主火炬塔首次使用废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料，实现了循环内的零排放。“零碳甲醇”作为公认的新型清洁可再生能源，不易爆炸，储运安全便捷。甲醇的制备方法有二氧化碳加氢法、电催化法、甲烷催化氧化法等。回答下列问题：Ⅰ．二氧化碳加氢制甲醇：①

②

③

已知：甲醇的选择性(1)，该反应自发进行的条件是(填“高温”、“低温”、“任意温度”)。(2)一定温度下，在恒容密闭反应器中，反应③达到平衡，下列措施中能使平衡体系中增大且加快化学反应速率的是___________(填字母)。A．升高温度 B．充入，使体系压强增大C．再充入 D．将从体系中分离出去(3)恒温恒容条件下，原料气、以物质的量浓度之比为投料时，控制合适条件(不考虑反应③)，甲醇的选择性为。已知初始压强为，，达到平衡时，，则该过程中的平衡转化率为％，该条件下反应②的(保留三位有效数字)。Ⅱ．电催化法一种基于铜基金属簇催化剂电催化还原制备甲醇的装置如左图所示。控制其他条件相同，将一定量的通入该电催化装置中，阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如右图所示。(4)电极生成的电极反应式为。(5)控制电压为0.8V，电解时转移电子的物质的量为molⅢ．甲烷催化氧化法主反应：副反应：科学家将、和(是活性催化剂)按一定体积比在催化剂表面合成甲醇，部分反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用＊标注，TS代表过渡态)。(6)该历程中决速步的化学方程式：。5．工业上可利用甲烷水蒸气转化法生产氢气。涉及的反应如下：Ⅰ．

Ⅱ．

(1)已知反应：的，则。反应Ⅱ自发进行的条件是。(2)若在恒温恒压的密闭容器中只发生反应Ⅰ，下列条件能说明反应I—定已达平衡状态的是___________。A．B．容器内气体的平均密度不再改变C．反应吸收的热量达到206kJD．键断裂的同时有键断裂(3)恒压为1MPa时，向某密闭容器中按水碳比投料，时平衡体系中部分组分的物质的量如下表所示：组分物质的量0.040.320.50.08用各组分气体的平衡分压代替平衡浓度也可以表示化学反应的平衡常数()，时反应Ⅰ的平衡常数。(结果保留两位小数，已知气体分压气体总压各气体的体积分数)。(4)实际工业生产过程中，常向反应体系中加入适量多孔，其优点是。(5)反应Ⅰ也可以设计成原电池，其反应装置如下图所示：请写出负极的电极反应式：。【能力提升】6．丙烯是一种重要的有机化工原料，可以制取聚丙烯、丙烯腈、丙酮等化工产品。工业上可采用丙烷催化脱氢法制备丙烯，反应如下：主反应：副反应：；；请回答：(1)几种物质的燃烧热(25℃，)如下表所示：则。化学式(状态)-286-2058-2220(2)假定体系内只发生反应，反应过程中温度保持不变，压强恒定为，平衡时转化率为，该温度下反应的平衡常数为(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。(3)已知在一定条件下能发生如下反应：，，研究表明在丙烷催化脱氢装置中通入一定量的能提高的产量。试从两个不同角度解释原因。(4)某实验小组在催化剂用量及其他实验条件相同时，测得丙烷的平衡转化率和丙烯的选择性(转化的中生成的的百分比)随温度的变化如图所示，下列说法正确的是_______。A．由图可知，随温度升高，键比键更活泼B．的脱氢反应在任意温度下都能自发进行C．升高温度，降低压强，加入催化剂均可提高的平衡转化率D．制备丙烯的合适温度需综合考虑丙烷转化率和丙烯选择性(5)以丙烯为原料可以先制备丙烯腈()，再用丙烯腈电合成己二腈，请写出酸性环境中电合成己二腈的电极反应式。(6)以丙烯为原料还可以制备丙酮()。某兴趣小组在做实验时发现丙酮与氯仿()混合时有放热现象，经查阅主要原因是混合时形成了某种特殊作用力。请结合物质结构知识分析形成这种作用力的原理。7．CH3OH可用作大型船舶的绿色燃料，可由CO或CO2制备。工业上用CO2制备CH3OH的原理如下：反应I：(主反应)反应Ⅱ：(副反应)(1)反应，该反应在(填“低温”“高温”或“任意温度”)下能自发进行。(2)℃时，向恒压密闭容器中充入和，若在该条件下只发生反应I，达平衡时，放出20kJ能量；若在相同条件下向相同容器中充入amol和bmol，达到平衡时，吸收29.5kJ的能量，则a=，b=。(3)某温度下，将和按物质的量之比1：3通入恒容密闭容器中同时发生反应I和反应Ⅱ，下列情况下能说明反应Ⅱ达到平衡状态的是___________(填标号)。A．和的物质的量之比不再改变B．混合气体的密度不再变化C．混合气体的压强不再变化D．形成1mol碳氧键的同时断裂2mol氧氢键(4)将和按物质的量之比1：3通入密闭容器中发生反应I和反应Ⅱ，分别在1MPa、、下，测得在不同温度下的平衡转化率和生成、选择性(选择性为目标产物在含碳产物中的比率)的变化如图。①代表5MPa下随温度变化趋势的是曲线(填“a”“b”或“c”)。②P点对应的反应Ⅱ的压强平衡常数(保留两位有效数字)。③随着温度的升高，a，b，c三条曲线接近重合的原因是。(5)另有科学工作者利用电解法将转化为甲醇的原理如图所示，写出电极b上发生的电极反应：。8．丙烯是重要的化工原料，可以用于生产丙醇，卤代烃和塑料。丙烷经催化脱氢可制备丙烯：

(1)已知：

脱氢法制丙烯反应的热化学方程式为。(2)通入二氧化碳有利于丙烷制丙烯。固定浓度不变，测定出口处、、浓度，实验结果如下图。相同条件下，提高的比例，的转化率(填“增大”、“减小”或“不变”)，、的浓度随浓度变化趋势有差异的原因是(用必要的化学方程式表示)。(3)压强分别为0.10MPa和0.010MPa时，丙烷平衡转化率与温度的关系如图所示。该反应自发进行的条件是(填“高温”“低温”或“任意温度”)，图中表示的关系曲线是(填“a”或“b”)。520℃时，该反应的(用分数表示)，条件下内烷的平衡转化率Y=%(计算结果保留一位小数)。[对于气相反应，用某组分B的平衡压强代替物质的量浓度度c(B)也可表示平衡常数，记作(类似于浓度平衡常数K)，如，p为平衡总压强，为平衡体系中B的物质的量分数]。9．采用固体催化剂CuH可使1-苯基-1-丙炔(T)与HCl加成，体系中涉及反应如图甲所示。已知：催化剂对反应有专一性，认为反应达平衡后始终处于平衡状态。回答下列问题：(1)反应I、II、III的焓变分别为，已知，则1(填“>”“<”或“=”)。(2)以、为初始原料，在、条件下，进行上述反应。表示物质的物质的量与除外其他各物质总物质的量之比，随时间(t)变化关系如图乙所示。反应的活化能：III(填“>”“<”或“=”)，平衡后，，反应II平衡常数(用物质的量分数代替浓度计算)。(3)若体系中只发生反应、，速率方程均可表示为(反应物)，为速率常数(、分别对应反应、)。某温度下，已知，反应器中含有的，保持体系中浓度恒定(反应体系体积变化忽略不计)，测得时，，则mol。相同条件下，若选用纳米级，则与改变催化剂状态之前相比，当达浓度峰值时，的值(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)CuH的立方晶胞中，Cu原子以面心立方堆积如图丙所示(H原子未画出)，晶胞边长为，原子与原子的最短距离为，其沿方向截面如图丁所示，原子的配位数为，晶胞中原子、之间的距离为。10．“氢能源”的开发利用意义重大。请回答下列问题：I.镧镍合金(，La-镧、Ni-镍)被称为会“呼吸”的金属，是解决氢储存问题的重要材料。储氢原理为

。(1)恒压时，使镧镍合金“呼吸”氢气的方法是。II.乙醇与水催化重整制“氢”发生如下反应。反应I：

反应II：

反应III：

回答下列问题：(2)反应I的=，该反应(填“高温”或“低温”或“不能”)自发进行。(3)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有。A．增大CO浓度，反应①、②的正反应速率都增加B．加入反应①的催化剂，可提高的平衡转化率C．降低反应温度，反应①②③的正、逆反应速率都减小(4)反应II的速率，其中、分别为正、逆反应速率常数。降低温度时(填“增大”“减小”或“不变”)。(5)压强为100kPa下，1mol(g)和3mol(g)发生上述反应，平衡时和CO的选择性、乙醇的转化率随温度的变化曲线如图。[已知：CO的选择性]①表示选择性的曲线是(填标号)；②573K时，生成CO的物质的量为；③反应II的标准平衡常数，其中为100kPa，、、和为各组分的平衡分压，则反应III的(列出计算式即可)。【拓展练习】11．碳、氮及其化合物在工农业生产中有着广泛应用，处理、回收利用是环境科学研究的热点课题。回答下列问题：(1)汽车防撞气囊中加入的叠氮化钠在受到剧烈撞击时会迅速分解，能量变化如图。该反应的热化学方程式为：。(2)工业上用氨气和二氧化碳合成尿素[CO(NH2)2]的反应历程与能量变化如图：①下列说法正确的是(填标号)。a．合成尿素的反应在低温下可自发进行b．相同条件下，氨基甲酸铵(NH2COONH4)比尿素稳定c．若氨气和二氧化碳的转化率相等，则反应达到平衡状态d．加压、降温有利于尿素的生成(不考虑副反应发生)②在温度、压强恒定条件下，欲提高氨气的平衡转化率，可采取的措施是。(3)工业上利用还原消除氮的氧化物对环境的污染，反应原理为①②T℃时，向固定体积的密闭容器中充入和，测得起始压强为，反应后达到平衡，测得转化率为80%，N2占总气体物质的量分数为，用表示到达平衡时的反应速率；该温度下反应②的正反应平衡常数。(用分数表示)(4)间接电解法除。其工作原理如图所示，已知：是一种弱酸。从A口中出来的气体是(填化学式)，电解池的阴极电极反应式为。12．．的捕集与转化是研究的重要课题。二氧化碳加氢可以制取甲烷，向恒压、装有催化剂的密闭容器中通入1和4，若只考虑发生如下两个反应：反应：

反应：

则平衡时含碳物种的物质的量随温度的变化如图1所示。(1)说明B代表的物质，并解释温度高于600℃后B的物质的量随温度升高而逐渐减小的原因。(2)实际反应过程中，还会发生如下反应：反应：

反应：

则反应的。(3)保持温度一定，实际反应过程中测得一段时间后，催化剂的活性会降低，原因是。．Deacon催化氧化法处理废气，可实现氯资源的再利用。Deacon氧化反应为

。将和分别以不同起始流速通入装有催化剂的反应器，在360℃、400℃和440℃下分别发生Deacon氧化反应，通过检测不同温度下反应器出口处气体成分绘制的转化率(α)曲线如图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。(4)图中℃。(5)下列措施可提高M点的转化率的是___________(填序号)。A．增大的流速 B．将温度升高40℃C．增大 D．使用更高效的催化剂(6)图中较高流速时，小于和，原因是。(7)设N点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数(用平衡时气体物质的量分数代替气体平衡浓度计算)。13．习近平总书记在世界领导人气候峰会上指出，中国将在2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”。这是中国基于推动构建人类命运共同体的责任担当和实现可持续发展的内在要求作出的重大战略决策。因此的捕集、创新利用与封存成为科学家研究的重要课题。Ⅰ．最近有科学家提出“绿色自由”构想：先把空气吹入饱和碳酸钾溶液，然后再把从溶液中提取出来，并使之变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如图：已知：化学键键能/()436326803464414(1)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(空气从吸收池底部进入，溶液从顶部喷淋)，其目的是。写出吸收池中反应的化学方程式。(2)根据表中键能写出合成塔中反应的热化学方程式。(3)合成塔中制备甲醇的反应一般认为通过如下步骤来实现：①

；②

。若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_______。A． B． C． D．(4)下列物质能作为捕获剂的是_______(填标号)。A．溶液 B．溶液 C． D．浓氨水Ⅱ．和合成甲烷也是资源化利用的重要方法。(5)一定条件下催化剂可使“甲烷化”从而变废为宝，其反应机理如图所示，该反应的化学方程式为，反应过程中碳元素的化合价为-2价的中间体是。(6)催化剂的选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间，测得转化率和生成选择性随温度变化的影响如图所示。①高于320℃后，以为催化剂，转化率略有下降，而以为催化剂，转化率却仍在上升，其原因是。②对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂是，使用的合适温度为。1828年，德国化学家维勒首次通过氰酸铵与硫酸铵的反应合成了尿素[CO(NH2)2]，也是人类历史上首个由无机物人工合成的有机物。氨基甲酸铵(H2NCOONH4)是以氨气和二氧化碳为原料合成尿素的中间产物。合成尿素一般认为通过如下步骤来实现，其能量变化如图所示：i．2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(s)

K1ii．H2NCOONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)

K214．写出CO2(g)和NH3(g)反应生成尿素的总反应的热化学方程式。15．合成尿素的过程中，决定尿素的合成速率的是。A．反应i

B．反应ii16．反应i的平衡常数K1的表达式为，总反应的平衡常数K=(用“K1”“K2”表示)。17．根据已知信息判断，总反应_______。A．较高温度下自发 B．较低温度下自发C．任何温度自发 D．任何温度不自发18．碳中和的关键是CO2的转化、回收和重整。I.以CO2和NH3为原料合成尿素：2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)

ΔH=-87.0kJ·mol-1。(1)该反应在(填“高温”“低温”或“任意温度”)下可自发进行。(2)如图是合成尿素的历程及能量变化，TS表示过渡态。图中的HOOCNH2是(填“中间产物”或“催化剂”)，其中历程第2步(TS2)的化学方程式为：。II.CO2转化为甲醇。(3)用CO2来生产燃料甲醇的某些化学键的键能数据如下表：化学键C-CC-HH-HC-OC=OH-O键能/kJ·mol-1348413436358750463则CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH=。(4)在恒温恒容下，反应CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)达平衡状态的标志是(填字母标号)。a.v正(H2O)=3v逆(H2)

b.容器内混合气体平均相对分子质量不变c.平衡常数K保持不变

d.容器内气体的密度保持不变(5)天然气还原法。发生的反应为CH4(g)+3CO2(g)=4CO(g)+2H2O(g)。一定温度下，在一个固定容积的密闭容器中，测得平衡时CO的体积分数与平衡时CO2和CH4物质的量比值x[x=]的关系如图甲所示。①若c点对应的压强为p，则该温度下的平衡常数Kp=(分压=总压×物质的量分数，写出计算式即可)。②催化剂在温度不同时对CO2转化率的影响如图乙所示，判断M点(填“已”或“未”)到达平衡，理由是。答案第=page11页，共=sectionpages22页答案第=page11页，共=sectionpages22页《2025届高三高考化学三轮冲刺-化学反应的热效应专题练习》参考答案1．(1)d(2)+161b(3)吸热BD<2．(1)(2)低高(3)(4)<33.3或3．(1)B(2)BC(3)0.04230<增大反应物浓度或增大压强或升高温度或使用高效的催化剂(4)负H2-2e-+2OH-=2H2Oc4．(1)-90.4低温(2)C(3)0.105(4)(5)2.8(6)或5．(1)高温自发(2)BD(3)0.59(4)CaO与反应，使反应Ⅱ平衡正移，提高氢气产率；CaO与反应放热为体系提供能量，温度升高，反应Ⅰ、Ⅱ平衡均正移(5)6．(1)+124(2)(3)能与反应，促进主反应平衡正向移动

与焦炭反应，可以减缓催化剂的失活(4)D(5)(6)丙酮中的羰基氧具有较强的电负性(带有较强的负电荷)，而氯仿中的氢原子由于3个氯原子的吸电子效应，具有一定的正电性(带有较强的正电荷)，混合时丙酮