化學反應與能量-2023年高考化學母題題源解密（全國通用）1（原卷版）

專題08化學反應與能量

【母題來源】2022年浙江卷

【母題題文】相關有機物分別與氫氣發(fā)生加成反應生成Imol環(huán)己烷([J)的能量變化如圖所示：

下列推理不無理的是

A.2AHI-AH2,說明碳碳雙鍵加氫放出的熱量與分子內(nèi)碳碳雙鍵數(shù)目成正比

B.AH2<AH3,說明單雙鍵交替的兩個碳碳雙鍵間存在相互作用，有利于物質(zhì)穩(wěn)定

C.3AH!<AH4,說明苯分子中不存在三個完全獨立的碳碳雙鍵

D.AH3-AH!<0,AH4-AH3>0,說明苯分子具有特殊穩(wěn)定性

【試題解析】

A.2AHI^AH2,說明碳碳雙鍵加氫放出的熱量與分子內(nèi)碳碳雙鍵數(shù)目成正比，但是不能是存在相互作用的

兩個碳碳雙鍵，A錯誤；

B.AH2<AH3,即單雙鍵交替的物質(zhì)能量低，更穩(wěn)定，說明單雙鍵交替的兩個碳碳雙鍵間存在相互作用，

有利于物質(zhì)穩(wěn)定，B正確；

[j+3H2(g)-(1)AH4,

C.由圖示可知，反應I為：(1)+H2(g)-(1)AHi反應IV為：

故反應I是Imol碳碳雙鍵加成，如果苯環(huán)上有三個完全獨立的碳碳三鍵,則3AHi=AH4,現(xiàn)3AH1VAH4,

說明苯分子中不存在三個完全獨立的碳碳雙鍵，C正確；

D.由圖示可知，反應I為：⑴+142值)—(^|(必!1]反應IH為：《

](l)+2H2(g)t(1)AH3反

應IV為：+3H2?T(1)AH4,AH3-AH!<0即(1)+H2(g)AH4-AH3

>0即Cj+H2(g)i⑴AH>0,則說明Cjj具有的總能量小于0,能量越低越穩(wěn)定，則說

明苯分子具有特殊穩(wěn)定性，D正確；

故答案為：A。

【母題來源】2022年全國乙卷

【母題題文】油氣開采、石油化工、煤化工等行業(yè)廢氣普遍含有的硫化氫，需要回收處理并加以利用。回

答下列問題：

(1)已知下列反應的熱化學方程式：

①2H2s(g)+3O；!(g)=2SO2但)+2凡0?4凡=-1()36kJ-mol'1

(g)4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)AH2=94kJmoF'

③2H2(g)+C)2(g)=2H2O(g)AH,=-484kJ-mol'1

計算H2S熱分解反應④2H°S(g)=S2(g)+2H2(g)的AH4=kJ?mol」。

(2)較普遍采用的H2s處理方法是克勞斯工藝。即利用反應①和②生成單質(zhì)硫。另一種方法是：利用反應④

高溫熱分解H°S。相比克勞斯工藝，高溫熱分解方法的優(yōu)點是,缺點是.

【試題解析】

(1)已知：

①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)△H/=-1036kJ/mol

@4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)AW2=94kJ/mol

③2H2(g)+Ch(g)=2H2O(g)Aft=-484kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律(①+②)xg—③即得到2H2s(g)=S2(g)+2H2(g)的△%=(-1036+94)kJ/molxg+484kJ/mol=

170kJ/mol；

⑵根據(jù)蓋斯定律(①+②)xg可得2H2s(g)+Ch(g)=S2(g)+2H2O(g)△〃=(-1036+94)kJ/molxg=-314kJ/mol,

因此，克勞斯工藝的總反應是放熱反應；根據(jù)硫化氫分解的化學方程式可知，高溫熱分解方法在生成單質(zhì)

硫的同時還有氫氣生成。因此，高溫熱分解方法的優(yōu)點是：可以獲得氫氣作燃料；但由于高溫分解H2s會

消耗大量能量，所以其缺點是耗能高。

【命題意圖】

以蓋斯定律的應用立題，考查熱化學方程式反應熱的計算、能量變化與AH、活化能的圖像問題.要求考生

理解蓋斯定律，并能運用蓋斯定律進行有關反應婚變的計算。

【命題方向】

化學反應中的能量變化屬于逐漸強化的高考熱點，涉及到熔變與化學鍵的關系，熱化學方程式的書寫和正

誤判斷，反應熱大小的比較和計算，燃燒熱和中和熱的理解與測定等。預計在2023年的高考中，反應熱的

考查內(nèi)容將不斷拓寬，對熱化學方程式的書寫及蓋斯定律的應用要求會有所提高，另外試題可能更加關注

能源問題、科技成果，運用化學基本理論或有機物的知識解決實際問題。

【得分要點】

一.熱化學方程式的書寫與判斷。

(1)△”只能寫在標有反應物和生成物狀態(tài)的化學方程式的右邊。若為放熱反應，為若為吸熱反應，

\H為“+”。的單位一般為kJ/mol。

(2)反應熱△〃與測定條件(溫度、壓強等)有關。因此，書寫熱化學方程式時應注明△〃的測定條件。絕大多

數(shù)是在25℃,1.01x105Pa下測定的，可不注明溫度和壓強。

(3)熱化學方程式中各物質(zhì)的系數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，并不表示該物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù)。因此物質(zhì)

的系數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)。

(4)反應物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同，反應熱數(shù)值以及符號都可能不同。因此，必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)(s、】、

g、aq)才能完整地體現(xiàn)出熱化學方程式的意義。熱化學方程式中不用“廠和”廣，不用“一>"而用表示。

(5)熱化學方程式是表示反應已完成的數(shù)量。由于△，與反應物的物質(zhì)的量有關，所以熱化學方程式中各物

質(zhì)的系數(shù)必須與A"相對應，如果系數(shù)加倍，則A”也要加倍。當反應向逆反應方向進行時，其反應熱與正

反應的反應熱數(shù)值相等，符號相反。

二.反應熱的有關計算。

(1)根據(jù)熱化學方程式計算：反應熱與反應物各物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比。

(2)根據(jù)反應物和生成物的總能量計算：AH=E(生成物)-E(反應物)。

(3)依據(jù)反應物化學鍵斷裂與生成物化學鍵形成過程中的能量變化計算：411=反應物的化學鍵斷裂吸收的能

量-生成物的化學鍵形成釋放的能量。

(4)根據(jù)蓋斯定律的計算：應用蓋斯定律進行簡單計算時，關鍵在于設計反應過程，同時注意：

①參照新的熱化學方程式(目標熱化學方程式)，結(jié)合原熱化學方程式(一般2?3個)進行合理“變形”，如熱化

學方程式顛倒、乘除以某一個數(shù)，然后將它們相加、減，得到目標熱化學方程式，求出目標熱化學方程式

的AH與原熱化學方程式之間AW的換算關系。

②當熱化學方程式乘、除以某一個數(shù)時，△，也應相應地乘、除以某一個數(shù)；方程式進行加減運算時，AW

也同樣要進行加減運算，且要帶符號，即把AH看作一個整體進行運算。

③將一個熱化學方程式顛倒書寫時，△”的符號也隨之改變，但數(shù)值不變。

④在設計反應過程中，會遇到同一物質(zhì)的三態(tài)(固、液、氣)的相互轉(zhuǎn)化，狀態(tài)由固一液一氣變化時，會吸熱;

反之會放熱。

⑤根據(jù)物質(zhì)燃燒放熱的數(shù)值計算：Q(放)=〃(可燃物)x|AN。

三.反應熱(AH)的大小比較。

對于放熱反應來說，AH-OkJ/mol,雖然僅表示放熱的意思，但在比較大小時要將其看成真正意義上的

“負號”，即放熱越多,△”反而越小。如:

(1)同一反應，生成物狀態(tài)不同時，例如A(g)+B(g)^C(g)AHi<0,A(g)+B(g)^

C(l)A“2<0，因為C(g)=^C(l)A//3<0,則AH3=A，2-AM，所以AHZVAM。

(2)同一反應，反應物狀態(tài)不同時，例如S(g)+O2(g)^SO2(g)AWi<0S(s)+O2(g)^SO2(g)AW<0,

j、例~、的L,、

S(g)"S(s)-S()2(g),AH2+A43=A”I，則A”3=A，|-AH2，又△，3<0，所以△"I<A42。

(3)兩個有聯(lián)系的不同反應相比，例如C(s)+C)2(g)^82(g)A”1<O,C(s)+1o2(g)^CO(g)A//2<0,

根據(jù)常識可知C0(g)+102(g)^CO2(g)又因為△“2+A〃3=AM，所以A”2>A，I。

比較反應熱大小的四個注意要點：

(1)反應物和生成物的狀態(tài)；物質(zhì)的氣、液、固三態(tài)的變化與反應熱的關系：

(2)AH的符號：比較反應熱的大小時，不要只比較AH數(shù)值的大小，還要考慮其符號。

(3)參加反應物質(zhì)的量，當反應物和生成物的狀態(tài)相同時，參加反應物質(zhì)的量越多放熱反應的AH越小，吸

熱反應的AH越大。

(4)反應的程度：參加反應物質(zhì)的量和狀態(tài)相同時，反應的程度越大，熱量變化越大。

1.(2022?北京/O1中學三模)下圖是計算機模擬的在催化劑表面上水煤氣變化的反應歷程。吸附在催化劑

表面的物種用“*”標注。

下列說法正確的是

A.①表示CO和H2O從催化劑表面脫離的過程

B.②和④中化學鍵變化相同，因此吸收的能量相同

C.由圖可知CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)為吸熱反應

D.相同條件下，反應速率④>②

2.(2022?河南河南?二模)某反應可有效降低汽車尾氣污染物的排放，其反應熱△Hn-GZO.gkJ-molL一定條

件下該反應經(jīng)歷三個基元反應階段，反應歷程如圖所示(TS表示過渡態(tài))。下列說法正確的是

A.AE=306.6kJ/mol

B.三個基元反應中只有③是放熱反應

C.該化學反應的速率主要由反應②決定

D.該過程的總反應為2co+2NO=N2+2CO2

3.(2022?安徽師范大學附屬中學模擬預測)如圖分別代表溪甲烷和三級漠丁烷發(fā)生水解的反應歷程。下列

說法不正確的是

I.CEBr+NaOH-CHsOH+NaBr

H.(CH3)3CBr+NaOH—(CH3)3COH+NaBr

A.反應I的AHVO

B.反應I有一個過渡態(tài)，反應H有兩個過渡態(tài)

C.反應I中C—Br鍵未斷裂，反應II有C—Br鍵的斷裂和C—O鍵的形成

D.增加NaOH的濃度，反應I速率增大，反應H速率不變

4.（2021.安徽合肥.一模）我國科學家用N,N-二甲基甲酰胺［（C&bNCHO,簡稱DMF］成功合成了三甲

胺［N（CH3）3〕，研究單個DMF分子在銅催化劑表面的反應歷程如圖所示。下列說法正確的是

A.銅催化劑可降低活化能，從而降低反應的焰變

B.反應歷程中最大能壘（活化能）為2.16eV

C.反應歷程中既沒有碳氮鍵的斷裂也沒有碳氮鍵的形成

D.制備三甲胺的熱化學方程式為仁乩）2NCHO（g）+2H式g）=N（CH3）3（g）+H2O（g）AH-l.02eV.moF'

5.（2022?河北保定?一模）苯親電取代反應中鹵代反應的反應進程與能量變化曲線如圖所示，下列說法正確

的是

A.反應分三步進行，且各步均為吸熱反應

B.決速步的能壘是AE?

C.總反應的AH=AE,+AE2+AE,

D.升溫既能加快反應速率，又能提高該鹵代反應的平衡轉(zhuǎn)化率

6.（2022.陜西寶雞?三模）我國科學家研究了不同含金化合物催化乙烯加氫［C2H4（g）+H2（g）=C2H6（g）

△H=akJ-mol叫的反應歷程如下圖所示，下列說法正確的是

A.ImolC2H4（g）與lmolH2（g）具有的能量之和小于ImolC2H6（g）的能量

B.過渡態(tài)物質(zhì)的穩(wěn)定性：過渡態(tài)1＞過渡態(tài)2

C.該反應的熔變：AH=—129.6kJmol-'

D.相應的活化能：催化齊IJAuF＜催化齊AuPF；

7.（2022?福建福州?二模）苯與Br,的催化反應歷程如圖所示。關于該反應歷程，下列說法正確的是

A.苯與Br,的催化反應為放熱反應

B.該反應歷程，苯與Br°的催化反應可生成溪苯、鄰二澳苯

C.苯與Br?的催化反應決速步伴隨著極性鍵的斷裂與形成

D.從反應速率角度，苯與Br2,的催化反應主反應為取代反應，原因是該反應活化能更低

8.（2022.廣東惠州.一模）N2O和CO是環(huán)境污染性氣體，可在Pt2。+表面轉(zhuǎn)化為無害氣體，有關化學反應

的物質(zhì)變化過程及能量變化過程分別如圖甲、乙所示。下列說法不正確的是

A.總反應為N2O（g）+CO（g）=CO2（g）+N2（g）AH=AH?+AH2

B.為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)化，需不斷向反應器中補充Pt2O+和Pt2O；

C.該反應正反應的活化能小于逆反應的活化能

D.總反應的AH=-226kJ-mol"

9.(2022?湖北?華中師大一附中模擬預測)乙煥(HC=CH)能在Hg(H)催化下與水反應生成CH3CHO,反應歷

程如圖所示。下列說法正確的是

A.由反應歷程可知：H2O+HC=CH—CH3CHOA/7>0

B.催化劑Hg2+改變了合成乙醛的反應歷程和反應熱

C.在反應過程③中有非極性鍵的斷裂和形成

D.本反應歷程中，決定整個反應快慢的步驟為過程④

10.(2022?北京?北大附中三模)實現(xiàn)二氧化碳選擇性、穩(wěn)定性加氫合成甲醇是“甲醇經(jīng)濟''理念下的一個重要

成果。由CO2和七合成CH30H的反應過程如下：

I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△Hi=+40.9kJ-mol"

1

ILCO(g)+2H2(g)^^CH30H(g)△H2=-90.4