最新高考化学必考题系列专题05化学反应与能量含答案.docx

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最新高考化学必考题系列专题05化学反应与能量含答案

【母题来源】2018年高考北京卷

【母题题文】我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。

该历程示意图如下。

下列说法不正确的是

A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%

B．CH4→CH3COOH过程中，有C―H键发生断裂

C．①→②放出能量并形成了C―C键

D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率

【答案】D

【试题解析】A、根据反应历程，反应物是CH4和CO2，生成物是CH3COOH，因此总反应方程式为CH4＋CO2

CH3COOH，原子利用率达到100%，故A说法正确；B、根据CH4＋CO2

CH3COOH，根据甲烷和CH3COOH的结构简式，甲烷分子中一个C－H键发生断裂，故B说法正确；C、根据历程①的能量高于②的能量，说明此反应是放热反应，同时有C－C的形成，故C说法正确；D、催化剂对化学平衡的移动无影响，因此催化剂不能有效提高反应物的平衡转化率，故D说法错误。

【命题意图】本题考查原子利用率、化学反应中能量的变化、催化剂对化学平衡的影响。

解题的关键是准确分析示意图中的信息。

注意催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，催化剂不能改变ΔH、不能使化学平衡发生移动。

同时考查学生对简单化工流程的反应原理、能量的转化关系等知识的掌握和理解程度，同时关注了节能减排、工业三废资源化处理、开发利用新能源等社会热点问题。

【命题方向】化学反应中的能量变化属于逐渐强化的高考热点，涉及到焓变与化学键的关系，热化学方程式的书写和正误判断，反应热大小的比较和计算，燃烧热和中和热的理解与测定等。

本题在2018年以图像的形式考查化学基本理论知识，题目比较新颖，与2017年北京高考试题的第9题类似，2019年可能同样以科技成果用图像的形式考查学生分析问题的能力，运用化学基本理论或有机物的知识解决实际问题。

【得分要点】本题应从历程入手，找出反应物和生成物，书写出总反应方程式，然后根据“原子经济”的概念，即反应物的原子全部转化为期望的最终产物，判断A选项的正误；根据CH4和CH3COOH的结构简式或结构式，找出反应过程断键的位置、生成键的位置，从而判断B选项正误；根据化学反应中能量的变化，以及历程，判断出①到②属于放热还是吸热，从而判断出C选项正误；根据催化剂只影响化学反应速率，对化学平衡移动无影响，判断出D选项的正误。

1．【2018届南阳市第一中学第十八次模拟】煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。

采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。

但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低脱硫效率。

相关反应的热化学方程式如下:

CaSO4（s）+CO（g）

CaO（s）+SO2（g）+CO2（g）△H1=+218.4kJ/mol（反应I）

CaSO4（s）+4CO（g）

CaS（s）+4CO2（g）△H2=-175.6kJ/mol（反应II）

下列有关说法正确的是（）

A．提高反应体系的温度，能降低该反应体系中SO2生成量

B．反应II在较低的温度下可自发进行

C．用生石灰固硫的反应为:

4CaO（s）+4SO2（g）

3CaSO4（s）+CaS（s）△H3，则△H3>△H2

D．由反应I和反应II可计算出反应CaSO4（s）

CaO（s）+SO3（g）的焓变

【答案】B

由能判据可分析B选项，利用盖斯定律可分析出C、D两个选项。

详解：

A、只有在反应I中生成SO2，且该反应为吸热反应，所以升高温度，有利于反应I平衡向右移动，生成更多的SO2，故A错误；

B、要使反应II自发进行，则自由能判据△G=△H-T△S<0，已知△H2<0，由反应方程式可知该反应的熵变化不大，反应的自发性主要决定于焓变，所以该反应在低温下即可自发进行，且低温有利于节约能源，故B正确；

C、根据盖斯定律，反应II—4×反应I即得C选项的热化学方程式，所以△H3=△H2-4△H1，已知△H1>0，△H2<0，所以△H3<△H2,故C错误；

D、反应I和反应II中没有SO3（g），所以无法通过反应I和反应II计算出反应CaSO4（s）

CaO（s）+SO3（g）的焓变，故D错误。

所以本题答案选B。

2．【2018届福州市二模】一定条件下，在水溶液中1molCl-、ClOx-（x=1，2，3，4）的能量（kJ）相对大小如图所示。

下列有关说法正确的是

A．这些离子中结合H＋能力最强的是E

B．A、B、C、D、E五种微粒中C最稳定

C．C→B+D，反应物的总键能大于生成物的总键能

D．B→A+D反应的热化学方程式为：

3ClO—（aq）==ClO3—（aq）+2Cl—（aq）△H=－116kJ•mol-1

【答案】D

【解析】分析：

从图示变化看，A为Cl-，B为ClO-，C为ClO2-，D为ClO3—，E为ClO4-；能量越低越稳定，-1价的Cl-能量最低，也最稳定，+3价的ClO2-能量最高，最不稳定；酸性越弱的酸，越容易结合氢离子；根据盖斯定律进行计算C→B+D，2ClO2-→ClO-+ClO3-,△H=64+60-100×2=-76kJ•mol-1，该反应放热，据此判断；根据盖斯定律进行计算B→A+D：

3ClO—（aq）==ClO3—（aq）+2Cl—（aq），△H=64-3×60-0=-116kJ•mol-1，据此判断。

详解：

A．酸性越弱的酸，结合氢离子能力越强，次氯酸为最弱的酸，所以ClO-结合氢离子能力最强，A错误；B．根据图像可知氯元素的价态越低，能量最低，最稳定，所以A、B、C、D、E五种微粒中A最稳定，B错误；C．2ClO2-→ClO-+ClO3-,根据盖斯定律可知：

△H=64+60-100×2=-76kJ•mol-1，该反应为放热反应，反应物的总键能小于生成物的总键能，C错误；3ClO—（aq）==ClO3—（aq）+2Cl—（aq），根据盖斯定律可知：

△H=64-3×60--0=-116kJ•mol-1，D正确；正确选项D。

点睛：

反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量，反应为吸热反应；反应物断键吸收的能量小于生成物成键放出的能量，反应为放热反应；反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能。

3．【2018届余姚中学模拟考】H2O2（l）在有MnO2条件下和无MnO2条件下分解的能量变化如图所示。

下列说法正确是

A．有MnO2条件下的反应曲线是a曲线

B．该反应能量变化类型与CaCO3分解反应相同

C．加催化剂后，正反应速率加快，逆反应速率减小

D．b曲线的热化学方程式为：

H2O2（l）=H2O（l）+1/2O2（g）ΔH=（E1-E2）KJ•mol-1

【答案】D

4．【2018届盐城市三模】化学链燃烧技术是目前能源领域研究的热点之一，用NiO作载氧体的化学链燃烧示意图和相关热化学反应如下：

2Ni（s）+O2（g）=2NiO（s） △H=-479.8kJ·mol-1

CH4（g）+NiO（s）=CO（g）+2H2（g）+Ni（s） △H=akJ·mol-1

CH4（g）+2NiO（s）=CO2（g）+2H2（g）+2Ni（S） △H=bkJ·mol-1

CH4（g）+4NiO（s）=CO2（g）+2H2O（g）+4Ni（s） △H=156.9kJ·mol-1

下列说法错误的是（）

A．CO2（g）+CH4（g）=2CO（g）+2H2（g）△H=（2a-b）kJ·mol-1

B．CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-802.7kJ·mol-1

C．甲烷在“燃料反应器”中反应时产生淡蓝色火焰并放出热量

D．含碳燃料利用“化学链燃烧技术”有利于二氧化碳的分离与回收

【答案】C

5．【2018届朝阳区二模】中国学者在水煤气变换[CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）ΔH]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题，该过程是基于双功能催化剂（能吸附不同粒子）催化实现的。

反应过程示意图如下：

下列说法正确的是

A．过程Ⅰ、过程Ⅲ均为放热过程

B．过程Ⅲ生成了具有极性共价键的H2、CO2

C．使用催化剂降低了水煤气变换反应的ΔH

D．图示过程中的H2O均参与了反应过程

【答案】D

【母题来源】2018年高考新课标1卷

【母题题文】最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。

示意图如图所示，其中电极分别为ZnO石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：

①EDTA-Fe2+-e-＝EDTA-Fe3+

②2EDTA-Fe3++H2S＝2H++S+2EDTA-Fe2+

该装置工作时，下列叙述错误的是

A．阴极的电极反应：

CO2+2H++2e-＝CO+H2O

B．协同转化总反应：

CO2+H2S＝CO+H2O+S

C．石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低

D．若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性

【答案】C

【试题解析】该装置属于电解池，CO2在ZnO石墨烯电极上转化为CO，发生得到电子的还原反应，为阴极，石墨烯电极为阳极，发生失去电子的氧化反应，则详解：

A、CO2在ZnO石墨烯电极上转化为CO，发生得到电子的还原反应，为阴极，电极反应式为CO2+H＋+2e－＝CO+H2O，A正确；B、根据石墨烯电极上发生的电极反应可知①+②即得到H2S－2e－＝2H＋+S，因此总反应式为CO2+H2S＝CO+H2O+S，B正确；C、石墨烯电极为阳极，与电源的正极相连，因此石墨烯上的电势比ZnO石墨烯电极上的高，C错误；D、由于铁离子、亚铁离子均易水解，所以如果采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA-Fe3＋/EDTA-Fe2＋，溶液需要酸性，D正确。

答案选C。

【命题意图】考查电化学原理的应用、电极反应式书写、铁盐与亚铁盐的性质等，本题以原电池和电解池的工作原理为基点，考察新情境下化学电源的工作原理和电解原理的应用，很好的落实了宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、科学精神与社会责任等学科素养。

【命题方向】电化学是历年高考的重要考点之一，考查的内容为：

提供电极材料和电解质溶液判断能否形成原电池，原电池电极名称判断及电极反应式的书写，提供反应方程式设计原电池、电解池（包括电镀池、精炼池），根据电解时电极质量或溶液pH的变化判断电极材料或电解质种类，电解产物的判断和计算，结合图像考查电极质量或电解质溶液质量分数的变化。

展望2019年高考化学试题呈现仍然会以我国化学领域最近取得的重大创新科研成果为载体考查考生的必备知识和关键能力，考查社会主义核心价值观个人层面的爱国精神，落实了立德树人的教育根本任务。

【得分要点】化学反应主要是物质变化，同时也伴随着能量变化。

电化学是化学能与电能转化关系的化学。

电解池是把电能转化为化学能的装置，它可以使不能自发进行的化学借助于电流而发生。

与外接电源正极连接的电极为阳极，与外接电源的负极连接的电极为阴极。

阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。

若阳极是活性电极（除Au、Pt、C之外的电极），则电极本身失去电子，发生氧化反应；若是惰性电极（Au、Pt、C等电极），则是溶液中的阴离子放电，放电的先后顺序是S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子，阴极则是溶液中的阳离子放电，放电顺序是Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+，与金属活动性顺序刚好相反。

溶液中的离子移方向符合：

同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，即阳离子向阴极区移动，阴离子向阳极区移动。

解答电解池相关题目时，应从几步入手：

①看电极（