2021年高考化學真題和模擬題分類匯編 09 化學能與熱能 （含解析）

2021高考真題和模擬題分類匯編化學

專題09化學能與熱能

2021年化學高考題

一、單選題

1.（2021?山東高考真題）I'。標記的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中發(fā)生水解，部分反應歷程

可表示為：

18-

1SO0Ii?o

+OH一C—OCHS||+CH3

H3c—C——OCHSIHSC-C—OH

OH

1SO-1SOH

O-能量變化如圖所示。已知H；c——C——OCH；——C——OCH；為快速平衡，

Il_

OHO

下列說法正確的是

能

量

CHg(r

度應遂程

A.反應n、in為決速步

B.反應結(jié)束后，溶液中存在I8OH-

C.反應結(jié)束后，溶液中存在CH3180H

D.反應I與反應IV活化能的差值等于圖示總反應的婚變

【答案】B

【解析】

A.一般來說，反應的活化能越高，反應速率越慢，由圖可知，反應I和反應IV的活化能較

高，因此反應的決速步為反應I、IV,故A錯誤；

1SO-1SOH

B.反應I為加成反應，而H；C——C——OCHj與H；C——C——OCHj為快速平衡，反應

"……[0H…書0叫~’后皿-

因此反應結(jié)束后，溶液中存在I80H,故B正確：

1SOH

C.反應HI的成鍵和斷鍵方式為H、C——!一llcH“或H、C——C—1-0CH'1因此反應

I：'I'J

0H0

結(jié)束后溶液中不會存在CH3WH,故C錯誤；

D.該總反應對應反應物的總能量高于生成物總能量，總反應為放熱反應，因此

180180

和CHQ-的總能量與和OH的總能量之差等于圖

H3c—C—OHH3c—C—OCHS

示總反應的焰變，故D錯誤；

綜上所述，正確的是B項，故答案為B。

2.（2021?浙江）相同溫度和壓強下，關(guān)于反應的AH,下列判斷正確的是

(g)iH(g),g)△H4

020

A.AH]>0,AH2>0B.AH3=AHI+AH2

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

【答案】c

【分析】

一般的烯燃與氫氣發(fā)生的加成反應為放熱反應，但是，由于苯環(huán)結(jié)構(gòu)的特殊性決定了苯環(huán)結(jié)

構(gòu)的穩(wěn)定性，苯與氫氣發(fā)生加成反應生成1,3-環(huán)己二烯時，破壞了苯環(huán)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因此

該反應為吸熱反應。

【解析】

A.環(huán)己烯、1,3-環(huán)己二烯分別與氫氣發(fā)生的加成反應均為放熱反應，因此，△H1<0,AH2<0,

A不正確；

B.苯分子中沒有碳碳雙鍵，其中的碳碳鍵是介于單鍵和雙鍵之間的特殊的共價鍵，因此，其

與氫氣完全加成的反應熱不等于環(huán)己烯、1，3-環(huán)己二烯分別與氫氣發(fā)生的加成反應的反應熱

之和，即AHsWAHi+AH?,B不正確；

C.環(huán)己烯、1,3-環(huán)己二烯分別與氫氣發(fā)生的加成反應均為放反應，由于

Imol1,3-環(huán)己二烯與氫氣完全加成后消耗的氫氣是等量環(huán)己烯的2倍，故其放出的熱量更多，

其△乩>4凡；苯與氫氣發(fā)生加成反應生成1,3-環(huán)己二烯的反應為吸熱反應（AHpO）,

根據(jù)蓋斯定律可知，苯與氫氣完全加成的反應熱因此正確；

△H3=AH4+AH2,AH?>AH?,C

D.根據(jù)蓋斯定律可知，苯與氫氣完全加成的反應熱AH3=AH4+AH?,因此AH?=AH3-AH&,

D不正確。

綜上所述，本題選C。

3.（2021?廣東高考真題）“天問一號”著陸火星，“嫦娥五號”采回月壤。騰飛中國離不開化學,

長征系列運載火箭使用的燃料有液氫和煤油等化學品。下列有關(guān)說法正確的是

A.煤油是可再生能源

B.H?燃燒過程中熱能轉(zhuǎn)化為化學能

C.火星隕石中的^Ne質(zhì)量數(shù)為20

D.月壤中的3He與地球上的3H互為同位素

【答案】C

【解析】

A.煤油來源于石油，屬于不可再生能源，故A錯誤；

B.氫氣的燃燒過程放出熱量，將化學能變?yōu)闊崮埽蔅錯誤；

C.元素符號左上角數(shù)字為質(zhì)量數(shù)，所以火星隕石中的質(zhì)量數(shù)為20,故C正確；

D.同位素須為同種元素，'He和3H的質(zhì)子數(shù)不同，不可能為同位素關(guān)系，故D錯誤;

故選C。

4.（2021?河北高考真題）下列操作規(guī)范且能達到實驗目的的是

NaOH

J環(huán)形破曬

標準溶液溫度計

攪拌棒

硬紙板

酣酸

碎紙條

（含的酸閭,

甲乙

A.圖甲測定醋酸濃度B.圖乙測定中和熱

C.圖丙稀釋濃硫酸D.圖丁萃取分離碘水中的碘

【答案】A

【解析】

A.氫氧化鈉溶液呈堿性，因此需裝于堿式滴定管，氫氧化鈉溶液與醋酸溶液恰好完全反應后

生成的醋酸鈉溶液呈堿性，因此滴定過程中選擇酚獻作指示劑，當溶液由無色變?yōu)榈t色時,

達到滴定終點，故A選；

B.測定中和熱實驗中溫度計用于測定溶液溫度，因此不能與燒杯內(nèi)壁接觸，并且大燒杯內(nèi)空

隙需用硬紙板填充，防止熱量散失，故B不選；

C.容量瓶為定容儀器，不能用于稀釋操作，故C不選；

D.分液過程中長頸漏斗下方放液端的長斜面需緊貼燒杯內(nèi)壁，防止液體留下時飛濺，故D不

選；

綜上所述，操作規(guī)范且能達到實驗目的的是A項，故答案為A。

5.（2021?浙江高考真題）已知共價鍵的鍵能與熱化學方程式信息如下表:

共價鍵H-HH-O

鍵能/(kJmol-i)436463

熱化學方程式

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)\H=-482k.Jmol-'

則2O(g)=(h(g)的AH為

A.428kJ-mol'1B.-428kJ-mol'1C.498kJmol1D.-498kJ-mol'1

【答案】D

【分析】

根據(jù)△，=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和計算。

【解析】

反應的AHuZlH-HHlO-OAHH-O)；-482kJ/mol=2x436kJ/mol+(O-O)4x463kJ/mol,解得0-0鍵

的鍵能為498kJ/mol,2個氧原子結(jié)合生成氧氣的過程需要釋放能量，因此2O(g)=O2(g)的

△H=-498kJ/mol。

6.(2021?浙江高考真題)在298.15K、100kPa條件下，N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)AH=-92.4

kJmol\N2(g)、HMg)和NHKg)的比熱容分別為29.1、28.9和35.6JKlmolL一定壓強下，

1mol反應中，反應物N(g)+3H2(g)］、生成物［2NH3(g)］的能量隨溫度T的變化示意圖合理的

是

【答案】B

【解析】

該反應為放熱反應，反應物的總能量大于生成物的總能量，根據(jù)題目中給出的反應物與生成

物的比熱容可知，升高溫度反應物能量升高較快，反應結(jié)束后反應放出的熱量也會增大，比

較4個圖像B符合題意，故答案選B。

二、原理綜合題

7.（2021?湖南高考真題）氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲氫載體，且安全、易儲運,

可通過下面兩種方法由氨氣得到氫氣。

方法I：氨熱分解法制氫氣

相關(guān)化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)

化學鍵N三NH-HN-H

鍵能E/（kJ?mo『）946436.0390.8

一定溫度下，利用催化劑將NH,分解為N?和H??；卮鹣铝袉栴}：

⑴反應2NH3（g）UN?（g）+3H2（g）AH=kJ-moF1;

⑵已知該反應的AS=198.9J-mo「?KT,在下列哪些溫度下反應能自發(fā)進行？（填

標號）

A.25℃B.125℃C.225℃D.325℃

（3）某興趣小組對該反應進行了實驗探究。在一定溫度和催化劑的條件下，將O.lmolNH，通入

3L的密閉容器中進行反應（此時容器內(nèi)總壓為200kPa）,各物質(zhì)的分壓隨時間的變化曲線如圖

所示。

①若保持容器體積不變，％時反應達到平衡，用H?的濃度變化表示0~4時間內(nèi)的反應速率

1

V(H2)=molL--minT(用含乙的代數(shù)式表示)

②L時將容器體積迅速縮小至原來的一半并保持不變，圖中能正確表示壓縮后N2分壓變化趨

勢的曲線是(用圖中a、b、c,d表示)，理由是；

③在該溫度下，反應的標準平衡常數(shù)=。(已知：分壓=總壓x該組分物質(zhì)的量分數(shù),

/、g/\h

PGPH

薩,薩&

對于反應dD(g)+eE(g)=gG(g)+hH(g),K°=)，其中P=100kPa,pc、

PD\絲］

PH、PD、PE為各組分的平衡分壓)。

方法II：氨電解法制氫氣

利用電解原理，將氨轉(zhuǎn)化為高純氫氣，其裝置如圖所示。

陰

離

子

H2

交

NH3換

膜

KOH溶液

(4)電解過程中OH-的移動方向為.(填“從左往右”或“從右往左”)

(5)陽極的電極反應式為

KOH溶液KOH溶液

0.02

【答案】+90.8CDb

A

開始體積減半，沖分壓變?yōu)樵瓉淼?倍，隨后由于加壓平衡逆向移動，N2分壓比原來2

倍要小從右往左

0.482NH3-6e-+60HHN2+6H2O

【解析】

⑴根據(jù)反應熱=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能，2NHKg)BN2(g)+3H2(g),

?”=390.8kJ?mol-1x3x2-(946kJ-mol1+436.0kJ-mol-1x3)=+90.8kJ-mol'1，故答案為：+90.8；

3

(2)若反應自發(fā)進行，則需?"-T?S<0,T>"90.8xlOJ/mol

=456.5K,即溫度應高于

?S198.9J/(molK)

(456.5-273)℃=183.5℃,CD符合,故答案為：CD；

⑶①設h時達到平衡，轉(zhuǎn)化的NR的物質(zhì)的量為2x,列出三段式:

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

起始/mol0.100

轉(zhuǎn)化/mol2xX3x

平衡/mol0.1-2xX3x

根據(jù)同溫同壓下，混合氣體的物質(zhì)的量等于體積之比，-01-=

—————,解得

0.1+2%120+120+40

0.02x3mol0.020.02

x=0.02mol,1)(氏)一x.mol-L-1-min-1,故答案為:

3LxtjA

②t2時將容器體積壓縮到原來的一半，開始N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍，隨后由于加壓平衡逆向

移動，用分壓比原來2倍要小，故b曲線符合，故答案為：b；開始體積減半，沖分壓變?yōu)樵?/p>

來的2倍，隨后由于加壓平衡逆向移動，用分壓比原來2倍要?。?/p>

③由圖可知，平衡時，NE、N2、H?的分壓分別為120kPa、40kPa、120kPa,反應的標準平

衡常數(shù)長.="得3=048,故答案為：0.48；

(4)由圖可知，通NH3的一極氮元素化合價升高，發(fā)生氧化反應，為電解池的陽極，則另一電

極為陰極，電解過程中OH-移向陽極，則從右往左移動，故答案為：從右往左；

(5)陽極NH3失電子發(fā)生氧化反應生成N2,結(jié)合堿性條件，電極反應式為：2NH3-6e-+6OH-=

N2+6H2O,故答案為：2NH3-6e-+6OH=N2+6H2O。

2021年化學高考模擬題

一、單選題

1.（2021?九龍坡區(qū)?重慶市育才中學高三三模）工業(yè)合成三氧化硫的反應為2sO2（g）+

O2（g）脩為2SO3（g）AH=-198kJmoH,反應過程可用下圖模擬（一代表Ch分子，

代表SO2分子，\\\\\\\\代表催化劑）。下列說法不正確的是

A.過程n和過程m決定了整個反應進行的程度

B.過程n為吸熱過程，過程ni為放熱過程

C.加入SO2和。2各Imol,充分反應后放出的熱量小于99KJ

D.催化劑可降低反應的活化能，使AH減小

【答案】D

【解析】

A.過程I是吸附放熱過程，自發(fā)進行程度大，但過程n是共價鍵斷裂的過程，過程iv是生

成物解吸過程，需要消耗能量，它們的活化能相對較大，決定了全部反應進行的程度，A正確；

B.由圖可知，過程II化學鍵斷裂，為吸熱過程，過程IH化學鍵形成，為放熱過程，B正確；

C.反應2502（8）+02（8戶2503（8）4年-198口/0101是可逆反應，所以ImolSCh和ImolCh反應時

消耗SO2的物質(zhì)的量小于ImoL放熱小于99kJ,C正確；

D.催化劑不能改變反應的始終態(tài)，不能改變反應物和生成物的內(nèi)能，所以不能改變反應熱，

D錯誤；

故選：D。

2.（2021?重慶市第H~一中學校高三二模）文獻報道：在45℃、0.1MPa時，科學家以鐵粉為

催化劑，通過球磨法合成氨。部分反應歷程如圖所示（吸附在催化劑表面的物種用*標注），下

列說法正確的是

相

1

對過渡態(tài)

能

態(tài)2

過渡

'

一，

、3

量過獎態(tài)

\、

/一

\

*

N*3H

H*

NH*2

*H*

NH2

H

、*+N

'―—

3

,—

NH*

3

----?

-------

鹿

反應歷

0

AH>

2H*

H*+

*=N

+3H

：N*

程可知

由此歷

反應熱

歷程和

的反應

合成氨

改變了

鐵粉

B.

生成

價鍵的

極性共

程中有

圖示過

C,

同

上圖相

程均與

反應歷

氨，

合成

化劑

同催

用不

D.

案】C

【答

】

【解析

總

成物的

量比生

的總能

反應物

圖知，

，由

終點

點和

的起

反應

決于

，取

無關(guān)

過程

反應

H與

A.A

；

錯誤

0,A

AH<

2H*

H*+

H*=N

*+3

,則N

HO

應A

熱反

為放

高，

能量

誤；

，B錯

應熱

變反

能改

，即不

終態(tài)

變始

不改

程，

應歷

改變反

，只

化劑

做催

鐵粉

B.

；

正確

成，C

的生

價鍵

性共

H極

有N-

程中

C.過

；

錯誤