内容正文:
高考真题集训(一)——研真题,感悟高考真谛
1.(2024·全国甲卷)人类对能源的利用经历了柴薪、煤炭和石油时期,现正向新能源方向高质量发展。下列有关能源的叙述错误的是( )
A.木材与煤均含有碳元素
B.石油裂化可生产汽油
C.燃料电池将热能转化为电能
D.太阳能光解水可制氢
解析:C 燃料电池将化学能转化为电能,C错误。
2.(2025·天津高考)下图是简易量热计装置示意图,下列反应的反应热不适宜用该装置测定的是( )
A.BaO和足量的水
B.Al和足量的NaOH溶液
C.ZnO和足量的稀硫酸
D.KOH溶液和足量的稀盐酸
解析:B BaO与水反应生成Ba(OH)2,为放热反应,无气体生成,反应在溶液中进行,热量损失少,适宜用简易量热计测定,A不符合题意;Al与NaOH溶液反应生成H2,气体逸出时会带走部分热量,导致热量测量不准确,不适宜用简易量热计测定,B符合题意;ZnO与稀硫酸反应生成ZnSO4和水,为放热反应,无气体生成,反应在溶液中进行,热量损失少,适宜用简易量热计测定,C不符合题意;KOH与稀盐酸的中和反应为放热反应,无气体生成,反应在溶液中进行,热量损失少,适宜用简易量热计测定,D不符合题意。
3.(2025·浙江6月选考)下列反应均能自发进行,相关判断不正确的是( )
H2SO4(l)+Fe(OH)2(s)FeSO4(s)+2H2O(l) ΔH1
H2SO4(l)+2NaOH(s)Na2SO4(s)+2H2O(l) ΔH2
H2SO4(l)+Na2O(s)Na2SO4(s)+H2O(l) ΔH3
SO3(g)+Na2O(s)Na2SO4(s) ΔH4
SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l) ΔH5
A.ΔH1-ΔH2>0
B.ΔH2-ΔH3>0
C.ΔH3-ΔH4<0
D.ΔH4-ΔH5<0
解析:C 将五个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤。酸碱中和反应为放热反应,Fe(OH)2碱性比氢氧化钠弱,已知反应①H2SO4(l)+Fe(OH)2(s)FeSO4(s)+2H2O(l) ΔH1,②H2SO4(l)+2NaOH(s)Na2SO4(s)+2H2O(l) ΔH2,则反应①放出的热量小于反应②,即ΔH1>ΔH2,故ΔH1-ΔH2>0,A正确;已知反应②H2SO4(l)+2NaOH(s)Na2SO4(s)+2H2O(l) ΔH2,③H2SO4(l)+Na2O(s)Na2SO4(s)+H2O(l) ΔH3,利用盖斯定律将反应③-反应②得到H2O(l)+Na2O(s)2NaOH(s),该反应为放热反应,则该反应的ΔH=ΔH3-ΔH2<0,即ΔH2-ΔH3>0,B正确;已知反应⑤SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)(化合反应)为放热反应,即ΔH5<0,利用盖斯定律,将反应④-反应③得到反应⑤,即ΔH4-ΔH3=ΔH5<0,则ΔH3-ΔH4>0,C错误;已知反应③H2SO4(l)+Na2O(s)Na2SO4(s)+H2O(l)为放热反应,ΔH3<0,结合C项解析知:ΔH4-ΔH3=ΔH5<0,则ΔH4-ΔH5=ΔH3<0,D正确。
4.(2025·重庆高考)肼(N2H4)与氧化剂剧烈反应,释放大量的热量,可作火箭燃料。已知下列反应:
(1)2NH3(g)+3N2O(g)4N2(g)+3H2O(l) ΔH1=a kJ·mol-1
(2)N2O(g)+3H2(g)N2H4(l)+H2O(l) ΔH2=b kJ·mol-1
(3)N2H4(l)+9H2(g)+4O2(g)2NH3(g)+8H2O(l) ΔH3=c kJ·mol-1
则反应N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l)的ΔH(kJ·mol-1)为( )
A.(a+3b-c) B.(a-3b+c)
C.a-3b+c D.a+3b-c
解析:B 根据盖斯定律,由×[(1)-3×(2)+(3)]可得目标方程式,故ΔH=(a-3b+c)kJ·mol-1,B项正确。
5.(2026·浙江1月选考18题节选)某小组想用CO制取CO2,反应如下:
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41 kJ·mol-1 K1
Ⅱ.2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2=-484 kJ·mol-1 K2
Ⅲ.CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH3 K3
ΔH3= kJ·mol-1。
答案:-283
解析:根据盖斯定律,反应Ⅲ=Ⅱ-Ⅰ,则ΔH3=ΔH2-ΔH1=×(-484 kJ·mol-1)-41 kJ·mol-1=-283 kJ·mol-1。
6.(2025·江苏高考节选)合成气(CO和H2)是重要的工业原料气。
合成气制备甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO的结构式为C≡O,估算该反应的ΔH需要 (填数字)种化学键的键能数据。
答案:5
解析:CH3OH的结构式为,ΔH=反应物总键能-生成物总键能,结合该反应中发生变化的化学键可知,估算该反应的ΔH需要C≡O、H—H、C—O、C—H、O—H共5种化学键的键能数据。
7.(2025·广西高考节选)已知:常温下各物质的相对能量如图。
则反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)的ΔH= kJ·mol-1。
答案:-122.3
解析:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)的ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量=-285.8 kJ·mol-1-321.8 kJ·mol-1+393.5 kJ·mol-1+2×45.9 kJ·mol-1=-122.3 kJ·mol-1。
8.(2025·湖南高考节选)在反应器中,发生如下反应:
反应ⅰ:2C2H4(g)C4H8(g)ΔH1=-104.7 kJ·mol-1
反应ⅱ:2C2H4(g)+H2(g)C4H10(g)ΔH2=-230.7 kJ·mol-1
计算反应C4H8(g)+H2(g)C4H10(g)的ΔH= kJ·mol-1。
答案:-126
解析:根据盖斯定律,目标反应=反应ⅱ-反应ⅰ,则ΔH=ΔH2-ΔH1=-230.7 kJ·mol-1-(-104.7 kJ·mol-1)=-126 kJ·mol-1。
9.(2025·广东高考节选)以TiCl4为原料可制备TiCl3。将5.0 mol TiCl4与10.0 mol Ti放入容积为V0 L的恒容密闭容器中,反应体系存在下列过程。
编号
过程
ΔH
(a)
Ti(s)+TiCl4(g)2TiCl2(s)
ΔH1
(b)
TiCl2(s)+TiCl4(g)2TiCl3(g)
+200.1 kJ·mol-1
(c)
Ti(s)+3TiCl4(g)4TiCl3(g)
+132.4 kJ·mol-1
(d)
TiCl3(g)TiCl3(s)
ΔH2
ΔH1= kJ·mol-1。
答案:-267.8
解析:根据反应(a)、(b)、(c)的物质转化关系,由盖斯定律可知,(c)-2(b)=(a),故ΔH1=+132.4 kJ·mol-1-2×200.1 kJ·mol-1=-267.8 kJ·mol-1。
10.(2024·山东高考节选)水煤气是H2的主要来源,研究CaO对C-H2O体系制H2的影响,涉及主要反应如下:
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) (Ⅰ) ΔH1>0
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) (Ⅱ) ΔH2<0
CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s) (Ⅲ) ΔH3<0
C(s)+CaO(s)+2H2O(g)CaCO3(s)+2H2(g)的焓变ΔH = (用代数式表示)。
答案:ΔH1+ΔH2+ΔH3
解析:已知三个反应:
Ⅰ. C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH1
Ⅱ. CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2
Ⅲ. CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s) ΔH3
设目标反应C(s)+CaO(s)+2H2O(g)CaCO3(s)+2H2(g) ΔH为Ⅳ,根据盖斯定律,Ⅳ=Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ,所以ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
11.(2024·安徽高考节选)乙烯是一种用途广泛的有机化工原料。由乙烷制乙烯的研究备受关注。回答下列问题:
C2H6氧化脱氢反应:
2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g) ΔH1=-209.8 kJ·mol-1
C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2O(g)+ CO(g) ΔH2=178.1 kJ·mol-1
计算:2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH3= kJ·mol-1
答案:-566
解析:将两个反应依次标号为反应①和反应②,反应①-反应②×2可得目标反应,则ΔH3=ΔH1-2ΔH2=(-209.8-178.1×2)kJ·mol-1=-566 kJ·mol-1。
12.(2024·浙江6月选考节选)资源的再利用和再循环有利于人类的可持续发展。选用如下方程式,可以设计能自发进行的多种制备方法,将反应副产物偏硼酸钠(NaBO2)再生为NaBH4。(已知:ΔG是反应的自由能变化量,其计算方法也遵循盖斯定律,可类比ΔH计算方法;当ΔG<0时,反应能自发进行)
Ⅰ.NaBH4(s)+2H2O(l)NaBO2(s)+4H2(g) ΔG1=-320 kJ·mol-1
Ⅱ.H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔG2=-240 kJ·mol-1
Ⅲ.Mg(s)+O2(g)MgO(s) ΔG3=-570 kJ·mol-1
请书写一个方程式表示NaBO2再生为NaBH4的一种制备方法,并注明ΔG:
。
(要求:反应物不超过三种物质;氢原子利用率为100%)
答案:NaBO2(s)+2H2(g)+2Mg(s)NaBH4(s)+2MgO(s) ΔG=-340 kJ·mol-1
解析:结合题干信息,要使得氢原子利用率为100%,可由2×反应Ⅲ-(2×反应Ⅱ+反应Ⅰ)得NaBO2(s)+2H2(g)+2Mg(s)NaBH4(s)+2MgO(s),ΔG=2ΔG3-(2ΔG2+ΔG1)=2×(-570 kJ·mol-1)-[2×(-240 kJ·mol-1)+(-320 kJ·mol-1)]=-340 kJ·mol-1 。
13.(2024·甘肃高考节选)SiHCl3是制备半导体材料硅的重要原料,可由不同途径制备。
由SiCl4制备SiHCl3:SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g) ΔH1=+74.22 kJ·mol-1 (298 K)
已知SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g) ΔH2=+219.29 kJ·mol-1(298 K)
298 K时,由SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)制备56 g硅 (填“吸”或“放”)热 kJ。
答案:吸 587.02
解析:由题给热化学方程式:①SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g) ΔH1=+74.22 kJ·mol-1、②SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g) ΔH2=+219.29 kJ·mol-1,则根据盖斯定律可知,①+②可得热化学方程式SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g) ΔH=ΔH1+ΔH2=+74.22 kJ·mol-1+(+219.29 kJ·mol-1)=+293.51 kJ·mol-1,则制备56 g Si,即2 mol Si,需要吸收的热量为293.51 kJ·mol-1×2 mol=587.02 kJ。
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