2019-2020年高考化学试题汇编 专题四 化学能与热能（A卷）（含解析）.doc

2019-2020年高考化学试题汇编 专题四 化学能与热能（A卷）（含解析）一、选择题（每题5分，共50分）1.（xx安徽四校联考7）科学家最近研究出一种环保、安全的制取金刚石的方法，其原理可表示为：4Na + 3CO2 2Na2CO3 + C ，下列有关说法正确的是（ ）A.该反应为吸热反应 B. CO2中含键又含键C. Na2CO3为离子晶体，只含离子键 D.每消耗2.24LCO2生成0.4克金刚石2.（xx北京东城区高三综合练习二6）化学与生活、社会密切相关。下列说法不正确的是（ ） A维生素C可用于治疗胃酸过多 B加入Na2S可消除污水中的污染Hg2+ + C利用太阳能等清洁能源有利于保护环境 D开发废电池的综合利用技术有利于防止污染土壤3.（xx山东青岛第二次模拟理科综合13）氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3H2O的形式存在，在一定条件下，NH4+经过两步反应被氧化成NO3，两步反应的能量变化示意图如下： 下列说法合理的是：A该反应的催化剂是NO2B升高温度，两步反应速率均加快，有利于NH4+ 转化成NO3C在第一步反应中，当溶液中水的电离程度不变时，该反应即达平衡状态D1 mol NH4在第一步反应中与1 mol NO2在第二步反应中失电子数之比为1:34.（xx山东淄博市高三二模13）关于右图装置的下列叙述中不正确的是（ ）A无论a和b是否连接，该装置的反应原理相同B.a和b分别连接直流电源正、负极可以实现铁上镀铜C.a和b不连接时反应速率比a和b用导线连接时的速率慢D.在a、b之间连接一小灯泡，改变Cu2+的浓度不会影响灯泡亮度5.（xx安徽宿州市高三三模7）6.（xx宁夏银川一中高三三模13）研究化学反应原理对于生产、生活及环境保护具有重要意义。已知：Cu(s) + 2H+(aq) Cu2+(aq)+ H2(g) H= +64.39 kJmol-1 2H2O2(l) 2H2O(l) +O2(g)H= -196.46 kJmol-1H2(g)+ O2(g) H2O(l)H= -285.84 kJmol-1则H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的H为（ ）A319.68kJmol-1 B259.7kJmol-1 C319.68kJmol-1 D259.7kJmol-1 7.（xx山东滕州第五中学高三三模13）取少量01mol/L的NaHSO4溶液滴加到过量的Ba（OH）2稀溶液中，产生233g白色沉淀，同时放热5900J，若已知：Ba（OH）2（aq）+2HCl（aq）=BaCl2（aq）+2H2O（l）H= -1146kJmol1, 则Na2SO4（aq）+Ba（NO3）2（aq）=BaSO4（s）+2NaNO3（aq）H=（ ） A-5327 kJmol1 B-4754 kJmol1C-556 kJmol1 D-17 kJmol18.（xx山东淄博市高考一模考试12）化学中常用图像直观地描述化学反应的进程或结果。下列图像描述正确的是A根据图可判断可逆反应B图表示压强对可逆反应的影响，乙的压强大C图表示乙酸溶液中通入氨气至过量过程中溶液导电性的变化D根据图，相同温度下KspFe(OH)3一定小于KspCu(OH)29.（xx山东枣庄市高考模拟考试12）二、非选择题（共50分）11.（xx开封市高三理综冲刺模拟考试26）（14分）氮化硅(Si3N4)是一种优良的高温结构陶瓷，在航天航空、汽车发动机、机械等领域有着广泛的用途。工业上有多种方法来制备氮化硅，常见的方法有：（1）在1 300-l 400时，高纯粉状硅与纯氮气化合，其反应方程式为_。（2）在高温条件下利用四氯化硅气体、纯氮气、氢气反应生成氮化硅和HCl。已知：25，101 kPa条件下的热化学方程式：3Si(s)+2N2(g)=Si3N4(s) H= -750.2kJ/molSi(s)+2Cl2(g)=SiCl4(g) H=-609.6 kJ/molH2(g)+Cl2(g)=HCl(g) H=-92.3 kJ/mol四氯化硅气体与氮气、氢气反应的热化学方程式为_。工业上制取高纯硅和四氯化硅的生产流程如下：已知：X，高纯硅、原料B的主要成分都可与Z反应，Y与X在光照或点燃条件下可反应，Z的焰色呈黄色。上述生产流程中电解A的水溶液时，阳极材料能否用Cu？_（填“能”或“不能”）。写出Cu为阳极电解A的水溶液开始一段时间阴阳极的电极方程式。阳极: ；阴极： 。（3） 由石英砂合成氮化硅粉末的路线图如下所示石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学方程式表示其原因： 。 图示I-V的变化中，属于氧化还原反应的是 。 SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。SiCl4水解的化学方程式为_。在反应IV中四氯化硅与氨气反应生成Si(NH2)4和一种气体 （填分子式）；在反应V中Si(NH2)4受热分解，分解后的另一种产物的分子式为 。12.（xx山东聊城高考模拟理科综合二29）（20分）对气体的转化与吸收的研究，有着实际意义。（1）一定条件下，工业上可用CO或CO2与H2反应生成可再生能源甲醇，反应如下：（2）在一定温度下，将0.2mol CO2和0.8mol H2充入容积为2L的密闭容器中合成CH2OH（g）。5min达到平衡时mol/L，则5min内_mol/（Lmin）。下图图像正确且能表明该反应在第5min时一定处于平衡状态的是_。若改变某一条件，达到新平衡后CO2的浓度增大，则下列说法正确的是_。a.逆反应速率一定增大b.平衡一定向逆反应方向移动c.平衡常数不变或减小d.CO2的物质的量可能减小（3）反应II可在高温时以ZnO为催化剂的条件下进行。实践证明反应体系中含少量的CO2有利于维持ZnO的量不变，原因是_（写出相关的化学方程式并辅以必要的文字说明；已知高温下ZnO可与CO发生氧化还原反应）。（4）实验室里C12可用NaOH溶液来吸收。室温下，若将一定量的C12缓缓通入0.2mol/L NaOH溶液中，恰好完全反应得溶液A，反应过程中水的电离程度_（填“变大”、“变小”或“不变”，下同），_。溶液B为0.05mol/L的（NH4）2SO4溶液，则A、B两溶液中由大到小的顺序为_（已知：室温下HClO的电离常数的电离常数）。13.（xx山东青岛第二次模拟理科综合29）（15分）硫及其化合物对人类的生产和生活有着重要的作用。（1）重晶石（BaSO4）高温煅烧可发生一系列反应，其中部分反应如下：BaSO4 (s)4C(s) =BaS(s)4CO (g) H571.2 kJmol1BaS(s) =Ba(s)S(s) H460 kJmol1已知：O2(g)2C(s) =2CO(g) H221 kJmol1写出O2氧化Ba(s)和S(s)至BaSO4的热化学方程式 。（2）2SO2(g)O2(g)2SO3(g) H198 kJmol1是制备硫酸的重要反应。在容积为V L的密闭容器中起始充入2 mol SO2和1 mol O2，反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如右图所示。与实验a 相比，实验b 改变的条件是 ，判断的依据 。（3）二氧化硫在一定条件下还可以发生如下反应：SO2 (g) + NO2 (g)SO3 (g) + NO (g) H=42 kJmol1。在1 L 恒容密闭容器中充入SO2(g) 和NO2 (g)，所得实验数据如下：实验编号温度起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln(SO2)n(NO2)n(NO)甲T10.800.200.18乙T20.200.800.16丙T20.200.30a实验甲中，若2 min 时测得放出的热量是4.2 kJ，则02 min时间内，用SO2 (g)表示的平均反应速率(SO2) 。实验丙中，达到平衡时，NO2的转化率为 。由表中数据可推知，T1 T2（填“”“”或“”），判断的理由是 。答案和解析1.【答案】B【命题立意】本题考查基本概念，涉及化学键、反应热、计算。【解析】该反应是放热反应，A错误；CO2的结构是O=C=O，含2个键和2个键，B正确；Na2CO3为离子晶体，CO32-含共价键，C错误；没有给出气体所处的外界条件，不能根据气体的条件求算质量，D错误。【答案】A【命题立意】本题考查化学与生活。【解析】治疗胃酸过多可用氢氧化铝、小苏打、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化镁等，维生素C又称抗坏血酸，具有还原性，A错误；S2-与Hg2+形成难溶的HgS沉淀，B正确；太阳能是清洁能源，C正确；废电池能造成土壤污染，D正确。3.【答案】C【命题立意】本题考查化学反应与能量变化、平衡的判断、氧化还原反应、反应速率。【解析】NO2是中间产物，而催化剂在反应前后不变，A错误；升高温度，两步反应速率均加快，但这2个反应的正向都是放热反应，升温不利于NH4+ 转化成NO3，B错误；在第一步反应中，当溶液中水的电离程度不变时，即生成的H+的物质的量不变，该反应即达平衡状态，C正确；1 mol NH4在第一步反应失去电子3-（-3）=6mol，1 mol NO2在第二步反应中失电子为5-3=2mol，二者之比为3:1，D错误。4.【答案】D【命题立意】本题考查电化学【解析】若a和b用导线连接，反应是Fe+Cu2+=Fe2+Cu，若没有连接，也是这个反应，原理相同，A正确；a和b分别连接直流电源正、负极，则是电解池，其中Fe是阴极，铁上析出铜，B正确；电解反应比原电池反应快，C正确；在a、b之间连接一小灯泡，增大Cu2+的浓度，则加快反应速率，灯泡亮度增大，D错误。5A 命题立意：本题考查了热化学、氧化还原反应。解析：A反应2Fe3O4=6FeO+O2中氧元素的化合价由2价升高为0价，每生成1mol氧气转移4mol电子，则每分解lmolFe3O4转移电子的物质的量为2mol；BH1、H2的化学方程式的反应物和产物均不同；C碳为生成物，不是催化剂；D根据二氧化碳的结构式O=C=O，键和键个数之比为1：1；故答案选A。6.【答案】C【命题立意】本题考查热化学方程式、盖斯定律的运用；【解析】H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的热化学方程式为：Cu(s) 2H+(aq) H2O2(l) Cu2+(aq) 2H2O(l) H64.39 kJmol-1+（196.46）+（285.84） kJmol-1319.68kJmol-1 ，故C正确。 7.【答案】D【命题立意】本题考查盖斯定律的计算问题。【解析】01mol/L的NaHSO4溶液滴加到过量的Ba（OH）2稀溶液中，产生233g沉淀，物质的量为0.01mol，同时放热5900J,则1mol硫酸氢钠放热59.0kJ，故Na2SO4（aq）+Ba（NO3）2（aq）=BaSO4（s）+2NaNO3（aq）H=-118+114.6=-17 kJmol1，D正确。8.【答案】D【命题立意】本题考查化学平衡及影响因素，溶度积、导电性。【解析】逆反应速率=正反应速率达平衡，然后升温，根据图象可知，温度升高，逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，H0，A错误；分析图象可知，乙曲线斜率大，乙反应到达平衡用得时间少，则乙反应速率快，根据压强对反应速率的影响，压强越大反应速率越大，则乙曲线压强大，根据反应方程式可以看出，物质D为固体，则增大压强平衡向正反应方向移动，反应物的含量减小，而图中达到平衡时反应物的浓度在两种不同压强下相同，是不符合实际的，B错误；乙酸和氨水都为弱电解质，二者反应生成醋酸铵为强电解质，溶液中离子浓度增大，导电性增强，C错误；由图象可知Fe3+水解生成沉淀，当调节pH在4左右时，Fe3+全部水解完全沉淀，而铜离子还没有开始沉淀，所以相同温度下KspFe（OH）3一定小于KspCu（OH）2，D正确。9.【答案】B【命题立意】本题考查盐类的水解、化学平衡常数、氧化还原反应、化学反应与能量等知识。【解析】醋酸与氢氧化钠等物质的量反应生成醋酸钠，溶液呈碱性，A错误； 正反应放热，升高温度，平衡向左移动，K正减小、K逆增大，B正确； 酸性KMnO4溶液与H2O2反应生成Mn2+、O2和水，n(Mn2+)先增大后不变，C错误；图中反应物总能量低于生成物总能量，是吸热反应，D错误。11.【答案】（1）3Si+2N2Si3N4 （1分）（2）3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)=Si3N4(g)+12HCl(g) H=-29.0kJ/mol（2分）不能（1分） Cu-2e-=Cu2+ （1分） 2H2O+2e-=H2+2OH-（1分）（3）SiO2+2NaOH =Na2SiO3+H2O（2分） I II（2分）SiCl4+3H2O=4HCl+H2SiO3（2分） HCl （1分） NH3 （1分）【命题立意】本题旨在考查制备实验方案的设计；用盖斯定律进行有关反应热的计算；电化学知识的应用【解析】（1）硅与氮气反应生成氮化硅3Si+2N2Si3N4 （2）已知：3Si（s）+2N2（g）Si3N4（s）H=-750.2kJ/mol Si（s）+2C12（g）SiCl4（g）H=-609.6kJ/mol 1/2H2（g）+1/2 C12（g）HCl（g）H=-92.3kJ/mol 根据盖斯定律，-3+12得：3SiCl4（g）+2N2（g）+6H2（g）=Si3N4（g）+12HCl（g）；=-29.0kJ/mol，上述生产流程中电解NaCl的水溶液时，阳极氯离子放电生成氯气，阳极材料若为Cu，则Cu放电，氯离子不能放电生成氯气，故阳极材料不能为Cu； Cu为阳极电解NaCl的水溶液开始一段时间，阳极Cu放电生成铜离子，阳极电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+，阴极水放电生成氢气与氢氧根离子，阴极电极反应式为：2H2O+2e-=H2+2OH-，（3）石英砂不能与碱性物质共同存放的实质是SiO2与碱性物质可以发生反应;方程式为：SiO2+2NaOH =Na2SiO3+H2O反应I是石英砂与焦炭发生氧化还原反应，反应II是硅单质与Cl2反应，也是氧化还原反应。SiCl4水解可以看做Si结合四个OH生成H4SiO4，H4SiO4不稳定失水生成H2SiO3，Cl结合H生成HCl。SiCl4+3H2O=4HCl+H2SiO3在反应IV中根据元素守恒，另一种气体为 HCl ；在反应V 生成的产物之一为Si3N4元素守恒推导另一种产物为NH3 12.【答案】【命题立意】本题考查盖斯定律的应用、平衡常数、反应速率、化学平衡状态的判断、平衡和反应速率的影响因素、水溶液中的离子平衡。【解析】根据盖斯定律H3=H2-H1=-41.8,K3=K2/K1。v（H2O）=0.025molL-15min=0.005 molL-1min-1，根据反应速率之比=计量数之比知v（H2）=0.0053molL-1min-1=0.015molL-1min-1。容器体积不变，混合气的质量始终不变，则气体密度始终不变，a的图像错误，也不能判断平衡建立；b：该反应的正向是气体体积减小的方向，当混合气的摩尔质量不变，则混合气的总物质的量不变，平衡建立；c：根据题意5min时的水的物质的量为0.025 molL-12L=0.05mol，则消耗二氧化碳0.05mol，剩余二氧化碳0.15mol，c的图像错误，但能表示5min达平衡；H与方程式的写法有关，方程式确定，则H恒定，因此图像d不能判断平衡建立，选b。达新平衡二氧化碳的浓度增大，可能是增大了二氧化碳浓度，此时平衡正向移动，b错误或减小氢气浓度，则平衡正向移动，反应速率减小，a错误或升温，平衡逆向移动，平衡常数减小，若温度不变，则平衡常数不变，c正确，若改变的条件是加压，则平衡正向移动，二氧化碳的浓度增大，二氧化碳的物质的量减小，d正确。高温下ZnO与CO反应：ZnO+COZn+CO2，存在少量二氧化碳可抑制该反应，减少ZnO的损耗。氯气与氢氧化钠溶液刚好反应则生成氯化钠和次氯酸钠，而次氯酸钠水解：ClOH2OHClOOH，促进水的电离，c（ClO）/c（HClO）减小。根据电离常数知HClO比NH3H2O的电离程度小，则ClO的水解程度比NH4+大，c（ClO） c（NH4+） c（NH4+） c（ClO） c（SO42）.【归纳总结】平衡常数只与温度有关；平衡常数表达式中的浓度是各物质的平衡浓度；若总反应为两个反应之和，则有K=KK，若总反应为两个反应之差，则有K=KK，可逆反应的正反应的平衡常数与逆反应的平衡常数互为倒数，某反应的物质计量数是原反应的物质计量数的一半，则K（原）=K2。13【答案】（共15分）（1）Ba(s)S(s)2O2(g) =BaSO4(s) H1473.2kJmol1（2分）（2）升高温度（2分）；实验b与a相比，反应速率快，平衡向逆反应方向移动（其他合理答案也给分）（2分）（3）0.05 molL1min1（2分）40%（2分）（2分）；T1时，该反应的平衡常数K12.613，T2时，该反应的平衡常数K21，该反应正反应为放热反应，所以T1T2。（其他合理答案也给分）（3分）【命题立意】本题考查盖斯定律的应用、平衡的影响因素、反应速率与转化率的计算。【解析】根据盖斯定律Ba(s)S(s)2O2(g) =BaSO4(s)的H-2212-571.2-460=1473.2kJmol1分析图像知曲线b首先达平衡，则反应速率快，而且平衡时的压强比曲线a大，应该是升高温度，与a相比，反应速率快，平衡向逆反应方向移动。实验甲中，若2 min 时测得放出的热量是4.2 kJ，则消耗二氧化硫0.1mol，02 min时间内，(SO2)0.1mol/1L2min=0.05 molL1min1。实验乙的各物质的平衡浓度是c（SO2）=（0.20-0.16）molL1=0.04molL1，c（NO2）=（0.80-0.16）molL1=0.64molL1，c（NO）=0.16molL1=c（SO3）molL1,平衡常数为0.162/0.640.04=1，由于丙的温度与乙相同，因此丙实验达平衡时，平衡常数也是1，SO2 (g) + NO2 (g)SO3 (g) + NO (g)起始：0.2 0.3 0 0变化：a a a a平衡：0.2-a 0.3-a a a，K=a2/（0.2-a）（0.3-a）=1，a=0.12，则NO2的转化率为0.12/0.30=40%。甲实验平衡常数为0.180.18/（0.80-0.18）（0.20-0.18）=2.613，比T2时的平衡常数大，而该反应的正向是放热反应，故T1T2。