《2025年天利38套五年真题高考试题分类化学》

2. (2025·湖北卷,14分)${CaH_{2}(s)}$粉末可在较低温度下还原${Fe_{2}O_{3}(s)}$。回答下列问题:
(1)已知一定温度下,
${CaH_{2}(s) + 6Fe_{2}O_{3}(s)\xlongequal{}Ca(OH)_{2}(s) + 4Fe_{3}O_{4}(s)}\ \ \Delta H_{1}=m\ {kJ/mol}$
${2CaH_{2}(s) + Fe_{3}O_{4}(s)\xlongequal{}2Ca(OH)_{2}(s) + 3Fe(s)}\ \ \Delta H_{2}=n\ {kJ/mol}$
则${3CaH_{2}(s) + 2Fe_{2}O_{3}(s)\xlongequal{}3Ca(OH)_{2}(s) + 4Fe(s)}$的$\Delta H_{3}=$$\frac{4n + m}{3}$ ${kJ/mol}$(用$m$和$n$表示)。
(2)图甲分别是$260\ ^{\circ}C$、$280\ ^{\circ}C$和$300\ ^{\circ}C$下${CaH_{2}(s)}$还原${Fe_{2}O_{3}(s)}$过程中反应体系电阻$R(\Omega)$随反应时间$t({h})$变化的曲线,可用d (填标号)表示反应的快慢。

a.$\dfrac{R}{t}$
b.$-\dfrac{\Delta R}{t}$
c.$\dfrac{R}{\Delta t}$
d.$-\dfrac{\Delta R}{\Delta t}$
(3)图甲中曲线I (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)对应的反应温度最高。

(4)研究发现${CaH_{2}(s)}$对${Fe_{2}O_{3}(s)}$的还原性主要来自于其产生的${H_{2}}$。一般认为${H_{2}}$在${Fe_{2}O_{3}}$表面被氧化成${H_{2}O}$有两种可能途径,图乙是理论计算得到的相对能量变化图,据此推测途径a (填“a”或“b”)是主要途径。
(5)${CaH_{2}(s)}$产生${H_{2}}$的可能反应:①${CaH_{2}(s)\xlongequal{}Ca(s) + H_{2}(g)}$或②${CaH_{2}(s) + 2H_{2}O(g)\xlongequal{}Ca(OH)_{2}(s) + 2H_{2}(g)}$。将${CaH_{2}(s)}$放在含微量水的${N_{2}}$气流中,在$200\ ^{\circ}C$至$300\ ^{\circ}C$的升温过程中固体质量一直增加,由此可断定${H_{2}}$的来源之一是反应② (填“①”或“②”)。若要判断另一个反应是否是${H_{2}}$的来源,必须进行的实验是将CaH₂(s)放在干燥的N₂气流中，在200℃至300℃的升温过程中测量固体质量变化 。
(6)已知${3H_{2}(g) + Fe_{2}O_{3}(s)⇌ 3H_{2}O(g) + 2Fe(s)}$。研究表明,在相同温度下,用${CaH_{2}(s)}$还原${Fe_{2}O_{3}(s)}$比直接用${H_{2}(g)}$还原更有优势,从平衡移动原理角度解释原因:还原Fe₂O₃过程产生的H₂O可以与CaH₂反应，一方面可以促进CaH₂转化成H₂，增加H₂浓度，另一方面可以减小H₂O的浓度促进平衡正向移动，故更有优势 。

答案： 2.(14分)
(1)$\frac{4n + m}{3}$
(2)d
(3)I
(4)a
(5)② 将$CaH_2(s)$放在干燥的$N_2$气流中，在200℃至300℃的升温过程中测量固体质量变化
(6)还原$Fe_2O_3$过程产生的$H_2O$可以与$CaH_2$反应，一方面可以促进$CaH_2$转化成$H_2$，增加$H_2$浓度，另一方面可以减小$H_2O$的浓度促进平衡正向移动，故更有优势
[解析]反应原理综合
(1)将已知反应依次标为i、ii，目标反应$=\frac{4×反应ii + 反应i}{3}$，则$\Delta H_3 = \frac{4n + m}{3}$。
(2)可用单位时间内电阻的变化表示反应的快慢，且速率为正值，故选择d。
(3)温度越高反应速率越快，故曲线I温度最高。
(4)途径a相较于途径b，活化能小，反应速率快，故a为主要途径。
(5)反应①$CaH_2\rightarrow Ca$是失重过程，反应②$CaH_2\rightarrow Ca(OH)_2$是增重过程，故选择②。