2019年高考化学真题分类汇编专题08：反应热与焓变_试卷库

2019年高考化学真题分类汇编专题08：反应热与焓变

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一、单选题（共1小题）

1、氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是（）

A . 一定温度下，反应2H₂(g)+O₂(g) =2H₂O(g)能自发进行，该反应的ΔH<0 B . 氢氧燃料电池的负极反应为O₂+2H₂O+4e⁻=4OH⁻ C . 常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H₂ ，转移电子的数目为6.02×10²³ D . 反应2H₂(g)+O₂(g) =2H₂O(g)的ΔH可通过下式估算： ΔH=反应中形成新共价键的键能之和−反应中断裂旧共价键的键能之和

二、实验探究题（共3小题）

1、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) ΔH₁=100.3 kJ·mol⁻¹①

H₂(g)+ I₂(g) =2HI(g) ΔH₂=−11.0 kJ·mol⁻¹②

对于反应： (g)+ I₂(g) = (g)+2HI(g) ③ ΔH₃= kJ·mol⁻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③，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K_p= 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）。

(3)

A . T₁＞T₂ B . a点的反应速率小于c点的反应速率 C . a点的正反应速率大于b点的逆反应速率 D . b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L⁻¹

(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。

2、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1∶1、4∶1、7∶1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)=1∶1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：

CuCl₂(s)=CuCl(s)+ $\text{[math]}$ Cl₂(g) ΔH₁=83 kJ·mol^-1

CuCl(s)+ $\text{[math]}$ O₂(g)=CuO(s)+ $\text{[math]}$ Cl₂(g) ΔH₂=-20 kJ·mol^-1

CuO(s)+2HCl(g)=CuCl₂(s)+H₂O(g) ΔH₃=-121 kJ·mol^-1

则4HCl(g)+O₂(g)=2Cl₂(g)+2H₂O(g)的ΔH= kJ·mol^-1。

(3)在一定温度的条件下，进一步提高HCl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）

3、CO₂的资源化利用能有效减少CO₂排放，充分利用碳资源。

(1)CaO可在较高温度下捕集CO₂ ，在更高温度下将捕集的CO₂释放利用。CaC₂O₄·H₂O热分解可制备CaO，CaC₂O₄·H₂O加热升温过程中固体的质量变化见下图。

①写出400~600 ℃范围内分解反应的化学方程式：。

②与CaCO₃热分解制备的CaO相比，CaC₂O₄·H₂O热分解制备的CaO具有更好的CO₂捕集性能，其原因是。

(2)电解法转化CO₂可实现CO₂资源化利用。电解CO₂制HCOOH的原理示意图如下。

①写出阴极CO₂还原为HCOO⁻的电极反应式：。

②电解一段时间后，阳极区的KHCO₃溶液浓度降低，其原因是。

(3)CO₂催化加氢合成二甲醚是一种CO₂转化方法，其过程中主要发生下列反应：

反应Ⅰ：CO₂(g)+H₂(g)=CO(g)+H₂O(g) ΔH =41.2 kJ·mol⁻¹

反应Ⅱ：2CO₂(g)+6H₂(g)=CH₃OCH₃(g)+3H₂O(g) ΔH =﹣122.5 kJ·mol⁻¹

在恒压、CO₂和H₂的起始量一定的条件下，CO₂平衡转化率和平衡时CH₃OCH₃的选择性随温度的变化如图。其中：

CH₃OCH₃的选择性= $\text{[math]}$ ×100％

①温度高于300 ℃，CO₂平衡转化率随温度升高而上升的原因是。

②220 ℃时，在催化剂作用下CO₂与H₂反应一段时间后，测得CH₃OCH₃的选择性为48%（图中A点）。不改变反应时间和温度，一定能提高CH₃OCH₃选择性的措施有。

三、综合题（共2小题）

1、氢能源是最具有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。

①反应器中初始反应的生成物为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，其物质的量之比为4：1，甲烷和水蒸气反应的方程式是。

②已知反应器中还存在如下反应：

i. $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$

ii. $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$

iii. $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$ ·

Ⅲ为积碳反应，利用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 计算 $\text{[math]}$ 时，还需要利用反应的 $\text{[math]}$

③反应物投料比采用 $\text{[math]}$ ，大于初始反应的化学计量数之比，目的是（选填字母序号）

ａ．促进 $\text{[math]}$ 转化

ｂ．促进 $\text{[math]}$ 转化为 $\text{[math]}$

ｃ．减少积碳生成

④用 $\text{[math]}$ 可以去除 $\text{[math]}$ 。 $\text{[math]}$ 体积分数和 $\text{[math]}$ 消耗率随时间变化关系如下图所示。

从 $\text{[math]}$ 时开始， $\text{[math]}$ 体积分数显著降低，单位时间 $\text{[math]}$ 消耗率（填“升高”“降低”或“不变”）。此时 $\text{[math]}$ 消耗率约为 $\text{[math]}$ ，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 $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ ，可交替得到 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。

①制 $\text{[math]}$ 时，连接。

产生 $\text{[math]}$ 的电极方程式是。

②改变开关连接方式，可得 $\text{[math]}$ 。

③结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：。

2、多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。

回答下列问题：

(1)Ⅰ．硅粉与 $\text{[math]}$ 在300℃时反应生成 $\text{[math]}$ 气体和 $\text{[math]}$ ，放出 $\text{[math]}$ 热量，该反应的热化学方程式为。 $\text{[math]}$ 的电子式为。

(2)Ⅱ．将 $\text{[math]}$ 氢化为 $\text{[math]}$ 有三种方法，对应的反应依次为：

① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

③ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

氢化过程中所需的高纯度 $\text{[math]}$ 可用惰性电极电解 $\text{[math]}$ 溶液制备，写出产生 $\text{[math]}$ 的电极名称（填“阳极”或“阴极”），该电极反应方程式为。

(3)已知体系自由能变 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 时反应自发进行。三个氢化反应的 $\text{[math]}$ 与温度的关系如图1所示，可知：反应①能自发进行的最低温度是；相同温度下，反应②比反应①的 $\text{[math]}$ 小，主要原因是。

(4)不同温度下反应②中 $\text{[math]}$ 转化率如图2所示。下列叙述正确的是（填序号）。

a．B点： $\text{[math]}$ b． $\text{[math]}$ ：A点 $\text{[math]}$ 点 c．反应适宜温度： $\text{[math]}$ ℃

(5)反应③的 $\text{[math]}$ （用 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 表示）。温度升高，反应③的平衡常数 $\text{[math]}$ （填“增大”、“减小”或“不变”）。

(6)由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 外，还有（填分子式）。