全国高考ⅠⅡⅢ京津沪浙化学反应原理试题深度解析.docx

1、全国高考京津沪浙化学反应原理试题深度解析2019 全国高考（、京津沪浙）化学反应原理试题深度解析1.（2019 上海卷）19.已知反应式：mX(g)+nY(?) pQ(G)+2mZ(g)，已知反应已达平衡，此时 c(X)=0.3mol/L，其它条件不变，将容器缩小到原来的 1/2，c(X)=0.5mol/L，下列说法正确的是A.反应向逆反应方向移动 B.Y 可能是固体或液体C.系数 nm D.Z 的体积分数减小【答案】C【解析】已知反应已达平衡，此时 c(X)=0.3mol/L，其它条件不变，将容器缩小到原来的 1/2，若此时平衡不移动，c(X)=0.6mol/L，但平衡移动之后 c(X)=0

2、.5mol/L，说明加压平衡向正反应方向移动，A 项错误；题干条件说明正反应为气体减少的反应，若 Y 为固体或液体，则需要满足 m2m，不可能成立，B项错误；Y 是气体，且 m+n2m，所以 nm，C 项正确；平衡正向移动，产物 Z 的体积分数应该增大，D 项错误。故答案为 C。2.（2019 江苏卷）15.在恒压、NO 和 O2 的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下 NO 转化为 NO2 的转化率如题图中实线所示(图中虚线表示相同条件下 NO 的平衡转化率随温度的变化）。下列说法正确的是A.反应 2NO(g）+O2(g)=2NO2(g)的 H0B. 图中 X 点所示条件下

3、,延长反应时间能提高 NO 转化率C. 图中 Y 点所示条件下,增加 O2 的浓度不能提高 NO 转化率D.380下，C 起始（O2）=5.010 -4molL-1，NO 平衡转化率为 50%,则平衡常数 K2000【答案】：BD【解析】：本题考查平衡图像和平衡移动A 项图中虚线为该反应 NO 的平衡转化率，可知升高温度，NO 的平衡转化率降低，故H0；B 项 X 点对应温度下的平衡点在 X 点的正上方，NO 的转化率比 X 点大，延长反应时间，NO 转化率会增大。C 项 Y 为平衡点，增大 O2 的浓度可以提高 NO 转化率D 项 NO 平衡转化率为 50%，平衡时 NO 和 NO2 浓度相

4、等，在平衡常数的表达式中数据可以抵消，所以 K=1/c(O2)。C 平衡（O2）2000。3.（2019 上海卷）18.根据图示下列说法正确的是能量tA.断开非极性键和生成极性键的能量相同B.反应比反应生成的 OH 键更牢固C.1/2O2(g)+H2(g)OH(g)+H(g)Q(Q0) D.H2O(g)1/2O2(g)+H2(g)+Q(Q0)【答案】C【解析】从 图 中 可 以 看 出 1/2mol O2(g)+1molH2(g) 的 能 量 低 于 1mol OH(g)+1mol H(g) ， 因 此 反 应1/2O2(g)+H2(g)OH(g)+H(g)吸热，故 C 项正确。4.（2019

5、 浙江卷）17 下列说法正确的是AH2(g)I2(g) 2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变BC(s)H2O(g) H2(g)CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡C若压强不再随时间变化能说明反应 2A(?)B(g) 2C(?)已达平衡，则 A、C 不能同时是气体D1 mol N2 和 3 mol H2 反应达到平衡时 H2 转化率为 10%，放出热量 Q1；在相同温度和压强下，当 2 mol NH3 分解为 N2 和 H2 的转化率为 10%时，吸收热至 Q2，Q2 不等于 Q1【答案】B【解析】可逆反应 H2(g)I2(g) 2HI(g)为反应前后气体计量数

6、不发生变化的反应。缩小反应容器体积，相当于加压，正逆反应速率同等程度增加，A 项错误；可逆反应 C(s)H2O(g) H2(g)CO(g)在建立平衡前， 碳的质量不断改变，达到平衡时，质量不变，因而碳的质量不再改变说明反应已达平衡，B 项正确；若压强不再改变说明反应达到平衡，表明反应前后气体的计量数不等，A、C 可能均为气体，C 项错误；已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H，合成氨气实际参与反应 n(H2)=310=0.3mol，因而 Q1=0.3/3|H|=0.1|H|， 分解氨气时实际消耗的 n(NH3)=210=0.2mol，Q2=0.2/2|H|=0.1|H|，则 Q1=Q

7、2，D 项错误。5.（2019 浙江卷）23MgCO3 和 CaCO3 的能量关系如图所示(MCa、Mg)：2+ 2H22+ 2M (g)CO3 (g) M (g)O(g) CO2(g)H1 MCO3(s)HH3 MO(s)CO2(g)已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是AH1(MgCO3)H1(CaCO3)0 BH2(MgCO3)H2(CaCO3)0 CH1(CaCO3)H1(MgCO3)H3(CaO)H3(MgO)D对于 MgCO3 和 CaCO3，H1H2H3【答案】C【解析】33根据盖斯定律，得H=H1+H2+H3 ，由于 Ca2+半径大于 Mg2+半径，所以

8、 CaCO3 的离子键强度弱于MgCO3，CaO 的离子键强度弱于 MgO。H1 表示断裂 CO 2-和 M2+的离子键所吸收的能量，离子键强度越大，吸收的能量越大，因而H1(MgCO3)H1(CaCO3)0，A 项正确；H2 表示断裂 CO 2-中共价键形成O2 和 CO2 吸收的能量， 与 M2+ 无关， 因而H2(MgCO3) H2(CaCO3) 0 ， B 项正确； 由上可知H1(CaCO3)-H1(MgCO3)H3(MgO)，H3(CaO)-H3(MgO)0，C 项错误；由上分析可知H1+H20， H30，故H1H2H3，D 项正确。6.（2019 北京卷）27（14 分）氢能源是最

9、具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。（1）甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一，反应器中初始反应的生成物为 H2 和 CO2，其物质的量之比为 4:1，甲烷和水蒸气反应的方程式是 。已知反应器中还存在如下反应：. CH4 (g)+ H2O(g) = CO(g)+3H2(g) H1 . CO(g)+ H2O(g) = CO2(g)+ H2(g) H2. CH4 (g) =C(g)+2H2(g) H3为积炭反应，利用H1 和H2 计算H3 时，还需要利用 反应的H。反应物投料比采用 n(H2O):n(CH4)=4:1，大于初始反应的化学计量数之比，目的是 （选填字母序号）。a.促

10、进 CH4 转化 b.促进 CO 转化为 CO2 c.减少积炭生成用 H2 可以去除 CO2，H2 体积分数和 CaO 消耗率随时间变化关系如下图所示。从 t1 时开始，H2 体积分数显著降低，单位时间 CaO 消耗率 （填“升高”“降低”或“不变”）。此时 CaO 消耗率约为 35%，但已失效，结合化学方程式解释原因： 。（2）可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如下。通过控制开关连接 K1 或 K2,可交替得到 H2 和 O2。制 H2 时，连接 。产生 H2 的电极反应式是 。改变开关连接方式，可得 O2。结合和中电极 3 的电极反应式，说明电极 3 的作用： 。【解析】本题以

11、热点问题“氢能源高纯氢的制备”为切入点，考查化学方程式书写，盖斯定律，化学平衡问题，电化学等相关知识；信息以文字、图像等多种方式呈现给学生，阅读量和思维容量都比较大，综合性 较强，很好的考查学生利用化学反应原理的相关知识解决实际问题能力。（1）已知反应物为 CH4 和 H2O（g）生成物为 CO2 和 H2，所以方程式为CH4 +2H2O(g) CO2+4H2根据盖斯定律，-（+）运算出的方程式为所缺反应：2H2(g)+CO2 (g) C(s)+ 2H2O(g)或用-（-）运算得 C(s)+ CO2 (g) 2 CO增大水蒸气的用量，可以提高反应中 CH4 和反应中 CO 的转化率，同时 c(

12、CH4)减小，使得中发生积炭反应的 CH4 减少，正确答案：abc由图可知，CaO 消耗率曲线的斜率逐渐减小，单位时间 CaO 消耗率降低，过多的 CO2 会消耗 H2， 使 H2 体积分数明显下降，2H2(g)+CO2 (g) C(s)+ 2H2O(g)。【答案】（1）CH4 +2H2O(g) CO2+4H22H2(g)+CO2 (g) C(s)+ 2H2O(g) 或 C(s)+ CO2 (g) 2 COabc降低，CO2 消耗 H2，使 H2 体积分数降低，2 H2+CO2 C+ 2H2O 7.（2019 全国卷）28（15 分）水煤气变换 CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g

13、）,是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域。回答下列问题：（1）Shibata 曾做过下列实验：使纯 H2 缓慢地通过处于 721下的过量氧化钴 CoO（s），氧化钴部分被还原为金属钴 Co（s），平衡后气体中氢气的物质的量分数为 0.0250，在同一温度下用 CO 还原 CoO（s），平衡后气体中 CO 的物质的量分数为 0.0192。根据上述实验结果判断，还原 CoO（s）为 Co（s）的倾向是 CO H2（填“大于”或“小于”）（2）721时，在密闭容器中将等物质的量的 CO（g）和 H2O（g）混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡体系中 H2 的物质的量分数为

14、 （填标号）。A0.50（3） 我国学者结合实验与计算机模拟结果研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面的物种用*标注210可知水煤气变换的H 0（填“大于”，“等于”或“小于”），该历程中最大的能垒（活化能）E 正= ev,写出该步骤的化学方程式 。（4） 2 2 2Shoichi 研究了 467、489时水煤气变换中 CO 和 H2 分压随时间变化关系（如下图所示），催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的 PH O 和 PCO 相等， PCO 和 PH 相等。计算曲线a 的反应在 3090min 内的平均速率(a) = kpa.min-1 。467时 PH

15、和 PCO 随时间变化关系的曲线分别是 、 。489时 PH 和 PCO 随时间变化关系的曲线分别是 、 。22【答案】（1）大于（2）C（3）小于； 2.02COOH*+H*+H2O*=COOH*+2H*+OH*或 H2O*= H*+OH*（4）0.0047；bc，ad【解析】本题考查了化学平衡及相关计算（1） 反应物在平衡后物质的量分数小，说明反应程度越大，由题目给出的 CO 和 H2 平衡后可知还原CoO（s）为 Co（s）的倾向是 CO 大于 H2。（2） 由题CoO(s) + H2 Co(s) + H2O ， K = c(H 2O) = n(H 2O) n总 V1 - 0.0250=

16、 ；c(H 2 ) n(H 2 ) n 总 V0.0250CoO(s) + CO Co(s) + CO2 , K = c(CO2 ) = 1 - 0.0192 ,可判断等物质的量的 CO（g）和 H2O（g）（设c(CO) 0.0192物质的量各为 1 mol）混合采用适当的催化剂进行反应，则平衡体系H2O + CO H2 + CO2 中K = c(H 2 )c(CO2 ) =c(H 2O)c(CO)n(H 2 ) n(CO2 )n(H 2O) n(CO)= 0.0250 (1 - 0.0192) 。 (1 - 0.0250) 0.0192起始时平衡时H2O + CO H2 + CO21mol

17、 1 mol 0 01-x mol 1-x mol x mol xmolx计算 x，而 H2 的物质的量分数为2选 C。估算可得 H2 的物质的量分数（x=0.267）在 0.250.50 之间，故（3） 由题中图示可知水煤气变换时反应前相对能量 0eV，反应后相对能量-0.72eV，反应为放热反应，故H 小于零。该历程中最大的能垒（活化能）应是 COOH*+H*+H2O*=COOH*+2H*+OH*反应时由相对能量-0.16eV 升至 1.86eV 的过渡态 2 再降至 1.41eV。 E 正=1.86（0.16）=2.02(ev)。4.08 - 3.802（4）由题中图示可知(a) =60

18、=0.0047(kpa.min-1) , 实验初始时体系中的 PH O 和 PCO 相2 2 2等， PCO 和 PH 相等。 PH 和 PCO 随时间的变化量相同，由题中图示数据可知 bc 两条线在 3090min 内变2化量为 0.34 kpa，ad 两条线在 3090min 内变化量为 0.28 kpa，故 bc，ad 分别对应两个温度下的 PH 和 PCO 。又因为 CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）， K =P(H 2 )P(CO2 ) ，体系中的 PH O 和 PCO 相等， PCO 和22P(H 2O)P(CO)PH相等,2K = ( P(H 2 ) )2 。反应

19、为放热反应，升高温度时平衡应逆向移动，K 值减小(K467K489K721)，P(CO)由（2）计算已知 K7211，考虑 a、b、c、d 四曲线平衡时的数值关系，判断 b、c 表示低温时 PH2 和 PCO ，2 2a、d 表示高温时 PH 和 PCO 的压强变化曲线。故 467时 b、c 表示 PH 和 PCO 随时间变化关系的曲线，a、2d 表示 489时 PH 和 PCO 随时间变化关系的曲线。8.（2019全国卷）27（15分）环戊二烯（ ）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：（1）已知： (g) (g)+H2(g) H1=100.3 kJmol 1

20、H2(g)+ I2(g) 2HI(g) H2=11.0 kJmol 1 对于反应： (g)+ I2(g) (g)+2HI(g) H3= kJmol 1。（2） 某温度下，等物质的量的碘和环戊烯（ ）在刚性容器内发生反应，起始总压为 105Pa，平衡时总压增加了 20%，环戊烯的转化率为 ，该反应的平衡常数 Kp= Pa。达到平衡后， 欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有 （填标号）。A通入惰性气体 B提高温度C增加环戊烯浓度 D增加碘浓度（3） 环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与 反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是 （填标号）。AT1T

21、2Ba点的反应速率小于c点的反应速率Ca点的正反应速率大于b点的逆反应速率Db点时二聚体的浓度为0.45 molL1（4） 环戊二烯可用于制备二茂铁（Fe(C5H5)2 结构简式为 ），后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠（电解质）和环戊二烯的 DMF溶液（DMF 为惰性有机溶剂）。该电解池的阳极为 ，总反应为 。电解制备需要在无水条件下进行， 原因为 。【答案】（1）89.3（2）40 3.56104 BD（3）CD（4）Fe 电极 Fe+2 = +H2（Fe+2C5H6 Fe(C5H5)2+H2） 水会阻碍中间物 Na 的生成；水会电

22、解生成 OH，进一步与 Fe2+反应生成 Fe(OH)2【解析】（1） H3=H1+H2（2） 起始时总压 p=105Pa 碘和环戊烯物质的量相等，则各自分压为 0.5p(g)+ I2(g) (g)+2HI(g) p=1起始0.5p0.5p00转化0.2p0.2p0.2p0.4pp20%=0.2p平衡0.3p0.3p0.2p0.4p转化率=0.2p/0.5p=40%Kp=_0.2p（0.4p）2 =0.356p=3.56104 Pa 0.3p0.3p达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率,可以增大反应物 I2 的浓度，另外由于正反应吸热，也可升温。（3） 环戊二烯容易在加热条件下发生狄尔斯阿尔德

23、反应生成二聚环戊二烯T2 条件下双聚反应程度更大，所以 T1c 点浓度，故反应速率大。初始环戊二烯浓度为 1.5mol/L, a 点浓度为 0.9 mol/L ，b 点浓度为 0.6mol/L,所以 b 点产物二聚体浓度为 1/2（1.5-0.6）=0.45mol/L。a 点反应物浓度大于 b 点产物浓度，所以 a 点的正反应速率大于 b 点的逆反应速率。（4） 电解法制备二茂铁，要得到 Fe2+,所以要用 Fe 做阳极。Na+在阴极被还原为 Na，再将环戊二烯还原为氢气和环戊二烯负离子，进而得到二茂铁。若在水溶液中进行电解，则被还原的不是 Na+而是 H2O，得到 OH而与 Fe2+反应生成

24、 Fe(OH)2。9.（2019 全国卷）28（15 分）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研究的热点。回答下列问题：（1） Deacon 发明的直接氧化法为：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。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：可知反应平衡常数 K（300） K（400）（填“大于”或“小于”）。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

25、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：1CuCl2(s)=CuCl(s)+ 2 Cl2(g) H1=83 kJmol-11 1 -1CuCl(s)+ 2 O2(g)=CuO(s)+ 2 Cl2(g) H2=-20 kJmolCuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) H3=-121 kJmol-1则 4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的H= kJmol-1。（3） 在一定温度的条件下，进一步提高 HCI

26、 的转化率的方法是 。（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 1 mol 电子，需消耗氧气 L（标准状况）【答案】（1）大于 (0.42)2(0.42)2(1-0.84)4(1-0.21)c0O2 和 Cl2 分离能耗较高、HCl 转化率较低（2）116（3） 增加反应体系压强、及时除去产物（4）Fe3+e=Fe2+，4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O 5.6【解析】（1）由图可知，升温后 HCl 平衡转化率降低，平衡逆向

27、移动，K 值变小， 因此 K（300）大于 K（400）c(HCl)c(O2)比值越大，HCl 转化率越低，结合图像，最上面即为 c(HCl)c(O2)=11 的图像，400 时，HCl 平衡转化率为 84%，可列出反应过程中的三段式：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)起始（浓度）c0c000变化（浓度）0.84c00.21c00.42c00.42c0平衡（浓度） (1-0.84)c0 (1-0.21)c0 0.42c0 0.42c0则 K（400）= (0.42)2(0.42)2(1-0.84)4(1-0.21)c0进料浓度比 c(HCl)c(O2)过低，氧气大量剩余

28、，导致分离产物氯气和氧气的能耗较高； 进料浓度比 c(HCl)c(O2)过高，HCl 不能充分反应，导致 HCl 转化率较低。（2） 根据盖斯定律知，（反应 I+反应 II+反应 III）2 得4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) H=（H1+H2+H3）2=-116kJmol-1；（3） 若想提高 HCl 的转化率，应该促使平衡正向移动，该反应为气体体积减小的反应，根据勒夏特列原理，可以增大压强，使平衡正向移动；也可以及时除去产物，产物浓度减小，使平衡正向移动；（4） 电解过程中，负极上发生的是得电子反应，元素化合价降低，属于还原反应，则图中左侧为负 极反应，根据图示信

29、息知电极反应为：Fe3+e-=Fe2+和 4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O电路中每转移 1 mol 电子，就有 1 molH+转移至负极区，结合负极反应式，可求得消耗的氧气为 0.25mol， 在标况下体积即为 5.6L。10.（2019 天津卷）7.（14 分）氮（N）、磷（P）、砷（As）、锑（Sb）、铋（Bi）、镆（Mc）为元素周期表中原子序数依次增大的同族元素。回答下列问题：115（1）砷在周期表中的位置 ， 288 Mc 的中子数为 。已知：P(S,红磷)P(S,黑磷) H39.3 kJ.mol-1P(S,白磷)P(S,红磷) H17.6 kJ.mol-1由此推知，其中最稳定的磷单质是 。（5） 在 1 L 真空密闭容器中加入 a mol PH4I 固体，t 时发生如