化學(xué)金卷-近三年高考化學(xué)真題分項(xiàng)匯編 （通用）專題06 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 反應(yīng)機(jī)理（解析版）

專題六化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)反應(yīng)機(jī)理考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)中的能量變化1．（2022·重慶卷）“千畦細(xì)浪舞晴空”，氮肥保障了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的豐收。為探究(NH4)2SO4的離子鍵強(qiáng)弱，設(shè)計(jì)如圖所示的循環(huán)過程，可得△H4/(kJ?mol-1)為A．+533 B．+686 C．+838 D．+1143【答案】C【詳解】①；②；③；④；⑤；⑥；則⑤+①-⑥-②+③得④，得到+838kJ?mol-1，所以ABD錯誤，C正確，故選C。2．（2022·浙江卷）相關(guān)有機(jī)物分別與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成1mol環(huán)己烷()的能量變化如圖所示：下列推理不正確的是A．2ΔH1≈ΔH2，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．ΔH2＜ΔH3，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．3ΔH1＜ΔH4，說明苯分子中不存在三個完全獨(dú)立的碳碳雙鍵D．ΔH3-ΔH1＜0，ΔH4-ΔH3＞0，說明苯分子具有特殊穩(wěn)定性【答案】A【詳解】A．雖然2ΔH1≈ΔH2，但ΔH2≠ΔH3，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、雙鍵的位置有關(guān)，不能簡單的說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，A錯誤；B．ΔH2＜ΔH3，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；C．由圖示可知，反應(yīng)I為：(l)+H2(g)→(l)

ΔH1，反應(yīng)IV為：+3H2(g)→(l)

ΔH4，故反應(yīng)I是1mol碳碳雙鍵加成，如果苯環(huán)上有三個完全獨(dú)立的碳碳三鍵，則3ΔH1=ΔH4，現(xiàn)3ΔH1＜ΔH4，說明苯分子中不存在三個完全獨(dú)立的碳碳雙鍵，C正確；D．由圖示可知，反應(yīng)I為：(l)+H2(g)→(l)

ΔH1，反應(yīng)III為：(l)+2H2(g)→(l)

ΔH3，反應(yīng)IV為：+3H2(g)→(l)

ΔH4，ΔH3-ΔH1＜0即(l)+H2(g)→(l)ΔH＜0，ΔH4-ΔH3＞0即+H2(g)→(l)

ΔH＞0，則說明具有的總能量小于，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。3．（2022·浙江卷）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，下列物質(zhì)氣態(tài)時的相對能量如下表：物質(zhì)(g)OHHOHOO能量/249218391000可根據(jù)計(jì)算出中氧氧單鍵的鍵能為。下列說法不正確的是A．的鍵能為B．的鍵能大于中氧氧單鍵的鍵能的兩倍C．解離氧氧單鍵所需能量：D．【答案】C【詳解】A．根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，的鍵能為218×2=436，A正確；B．由表格中的數(shù)據(jù)可知的鍵能為：249×2=498，由題中信息可知中氧氧單鍵的鍵能為，則的鍵能大于中氧氧單鍵的鍵能的兩倍，B正確；C．由表格中的數(shù)據(jù)可知HOO=HO+O，解離其中氧氧單鍵需要的能量為249+39-10=278，中氧氧單鍵的鍵能為，C錯誤；D．由表中的數(shù)據(jù)可知的，D正確；故選C。4．（2022·天津卷）一定條件下，石墨轉(zhuǎn)化為金剛石吸收能量。下列關(guān)于石墨和金剛石的說法正確的是A．金剛石比石墨穩(wěn)定B．兩物質(zhì)的碳碳鍵的鍵角相同C．等質(zhì)量的石墨和金剛石中，碳碳鍵數(shù)目之比為4∶3D．可以用X射線衍射儀鑒別金剛石和石墨【答案】D【詳解】A．石墨轉(zhuǎn)化為金剛石吸收能量，則石墨能量低，根據(jù)能量越低越穩(wěn)定，因此石墨比金剛石穩(wěn)定，故A錯誤；B．金剛石是空間網(wǎng)狀正四面體形，鍵角為109°28′，石墨是層內(nèi)正六邊形，鍵角為120°，因此碳碳鍵的鍵角不相同，故B錯誤；C．金剛石是空間網(wǎng)狀正四面體形，石墨是層內(nèi)正六邊形，層與層之間通過范德華力連接，1mol金剛石有2mol碳碳鍵，1mol石墨有1.5mol碳碳鍵，因此等質(zhì)量的石墨和金剛石中，碳碳鍵數(shù)目之比為3∶4，故C錯誤；D．金剛石和石墨是兩種不同的晶體類型，因此可用X射線衍射儀鑒別，故D正確。綜上所述，答案為D。5．（2021·重慶卷）“天朗氣清，惠風(fēng)和暢?！毖芯勘砻?，利用Ir+可催化消除大氣污染物N2O和CO，簡化中間反應(yīng)進(jìn)程后，相對能量變化如圖所示。已知CO(g)的燃燒熱?H=-283kJ·mol-1，則2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)的反應(yīng)熱?H(kJ·mol-1)為A．-152 B．-76 C．+76 D．+152【答案】A【詳解】已知CO(g)的燃燒熱?H=-283kJ·mol-1，可得①，由圖可得N2O(g)+CO(g)=N2(g)+CO2(g)?H=-330+123-229+77=-359kJ/mol②，由蓋斯定律，(反應(yīng)②-①)×2可得反應(yīng)2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)，反應(yīng)熱?H=(-359+283)×2=-152kJ·mol-1，故選：A。6．（2021·北京卷）丙烷經(jīng)催化脫氫可制丙烯:C3H8C3H6+H2。600℃，將一定濃度的CO2與固定濃度的C3H8通過含催化劑的恒容反應(yīng)器，經(jīng)相同時間，流出的C3H6、CO和H2濃度隨初始CO2濃度的變化關(guān)系如圖。已知：①C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2220kJ/mol②C3H6(g)+9/2O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l)△H=-2058kJ/mol③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-286kJ/mol下列說法不正確的是A．C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)△H=+124kJ/molB．c(H2)和c(C3H6)變化差異的原因：CO2+H2CO+H2OC．其他條件不變，投料比c(C3H8)/c(CO2)越大，C3H8轉(zhuǎn)化率越大D．若體系只有C3H6、CO、H2和H2O生成，則初始物質(zhì)濃度c0與流出物質(zhì)濃度c之間一定存在：3c0(C3H8)+c0(CO2)=c(CO)+c(CO2)+3c(C3H8)+3c(C3H6)【答案】C【詳解】A．根據(jù)蓋斯定律結(jié)合題干信息①C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2220kJ/mol②C3H6(g)+9/2O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l)△H=-2058kJ/mol③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-286kJ/mol可知，可由①-②-③得到目標(biāo)反應(yīng)C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)，該反應(yīng)的△H==+124kJ/mol，A正確；B．僅按C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)可知C3H6、H2的濃度隨CO2濃度變化趨勢應(yīng)該是一致的，但是氫氣的變化不明顯，反而是CO與C3H6的變化趨勢是一致的，因此可以推斷高溫下能夠發(fā)生反應(yīng)CO2+H2CO+H2O，從而導(dǎo)致C3H6、H2的濃度隨CO2濃度變化趨勢出現(xiàn)這樣的差異，B正確；C．投料比增大，相當(dāng)于增大C3H8濃度，濃度增大，轉(zhuǎn)化率減小，C錯誤；D．根據(jù)質(zhì)量守恒定律，抓住碳原子守恒即可得出，如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2，那么入口各氣體的濃度c0和出口各氣體的濃度符合3c0(C3H8)+c0(CO2)=3c(C3H6)+c(CO)+3c(C3H8)+c(CO2)，D正確；答案為：C。7．（2021·浙江卷）相同溫度和壓強(qiáng)下，關(guān)于反應(yīng)的，下列判斷正確的是A． B．C． D．【答案】C【分析】一般的烯烴與氫氣發(fā)生的加成反應(yīng)為放熱反應(yīng)，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(yīng)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(yīng)為吸熱反應(yīng)?！驹斀狻緼．環(huán)己烯、1，3-環(huán)己二烯分別與氫氣發(fā)生的加成反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，因此，，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(jià)鍵，因此，其與氫氣完全加成的反應(yīng)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(yīng)的反應(yīng)熱之和，即，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(yīng)均為放反應(yīng)，，由于1mol1，3-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；苯與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成1，3-環(huán)己二烯的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)（），根據(jù)蓋斯定律可知，苯與氫氣完全加成的反應(yīng)熱，因此，C正確；

D．根據(jù)蓋斯定律可知，苯與氫氣完全加成的反應(yīng)熱，因此，D不正確。綜上所述，本題選C。8．（2021·浙江卷）相同溫度和壓強(qiáng)下，關(guān)于物質(zhì)熵的大小比較，合理的是A． B．C． D．【答案】B【詳解】A．和物質(zhì)的量相同，且均為氣態(tài)，含有的原子總數(shù)多，的摩爾質(zhì)量大，所以熵值，A錯誤；B．相同狀態(tài)的相同物質(zhì)，物質(zhì)的量越大，熵值越大，所以熵值，B正確；C．等量的同物質(zhì)，熵值關(guān)系為：，所以熵值，C錯誤；D．從金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)組成上來看，金剛石的微觀結(jié)構(gòu)更有序，熵值更低，所以熵值，D錯誤；答案為：B。9．（2021·浙江卷）在298.15K、100kPa條件下，N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1，N2(g)、H2(g)和NH3(g)的比熱容分別為29.1、28.9和35.6J·K-1·mol-1。一定壓強(qiáng)下，1mol反應(yīng)中，反應(yīng)物[N2(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A． B．C． D．【答案】B【詳解】該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)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(yīng)物與生成物的比熱容可知，升高溫度反應(yīng)物能量升高較快，反應(yīng)結(jié)束后反應(yīng)放出的熱量也會增大，比較4個圖象B符合題意，故答案選B。10．（2021·浙江卷）已知共價(jià)鍵的鍵能與熱化學(xué)方程式信息如下表：共價(jià)鍵H-HH-O鍵能/(kJ·mol-1)436463熱化學(xué)方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

ΔH=-482kJ·mol-1則2O(g)=O2(g)的ΔH為A．428kJ·mol-1 B．-428kJ·mol-1 C．498kJ·mol-1 D．-498kJ·mol-1【答案】D【分析】根據(jù)ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和計(jì)算?！驹斀狻糠磻?yīng)的ΔH=2(H-H)+(O-O)-4(H-O)；-482kJ/mol=2×436kJ/mol+(O-O)-4×463kJ/mol，解得O-O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ΔH=-498kJ/mol?？键c(diǎn)二化學(xué)反應(yīng)歷程1．（2023·全國卷）“肼合成酶”以其中的配合物為催化中心，可將與轉(zhuǎn)化為肼()，其反應(yīng)歷程如下所示。下列說法錯誤的是A．、和均為極性分子B．反應(yīng)涉及、鍵斷裂和鍵生成C．催化中心的被氧化為，后又被還原為D．將替換為，反應(yīng)可得【答案】D【詳解】A．NH2OH，NH3，H2O的電荷分布都不均勻，不對稱，為極性分子，A正確；B．由反應(yīng)歷程可知，有N－H，N－O鍵斷裂，還有N－H鍵的生成，B正確；C．由反應(yīng)歷程可知，反應(yīng)過程中，F(xiàn)e2+先失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe3+，后面又得到電子生成Fe2+，C正確；D．由反應(yīng)歷程可知，反應(yīng)過程中，生成的NH2NH2有兩個氫來源于NH3，所以將NH2OH替換為ND2OD，不可能得到ND2ND2，得到ND2NH2和HDO，D錯誤；故選D。2．（2023·浙江卷）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氣態(tài)反應(yīng)物和生成物的相對能量與反應(yīng)歷程示意圖如下[已知和的相對能量為0]，下列說法不正確的是A．B．可計(jì)算鍵能為C．相同條件下，的平衡轉(zhuǎn)化率：歷程Ⅱ>歷程ⅠD．歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：【答案】C【分析】對比兩個歷程可知，歷程Ⅱ中增加了催化劑，降低了反應(yīng)的活化能，加快了反應(yīng)速率?！驹斀狻緼．催化劑能降低活化能，但是不能改變反應(yīng)的焓變，因此，A正確；B．已知的相對能量為0，對比兩個歷程可知，的相對能量為，則鍵能為，B正確；C．催化劑不能改變反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率，因此相同條件下，的平衡轉(zhuǎn)化率：歷程Ⅱ=歷程Ⅰ，C錯誤；D．活化能越低，反應(yīng)速率越快，由圖像可知，歷程Ⅱ中第二步反應(yīng)的活化能最低，所以速率最快的一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：，D正確；故答案為：C。3．（2021·山東卷）18O標(biāo)記的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中發(fā)生水解，部分反應(yīng)歷程可表示為：能量變化如圖所示。已知為快速平衡，下列說法正確的是A．反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ為決速步B．反應(yīng)結(jié)束后，溶液中存在18OH-C．反應(yīng)結(jié)束后，溶液中存在CH318OHD．反應(yīng)Ⅰ與反應(yīng)Ⅳ活化能的差值等于圖示總反應(yīng)的焓變【答案】B【詳解】A．一般來說，反應(yīng)的活化能越高，反應(yīng)速率越慢，由圖可知，反應(yīng)I和反應(yīng)Ⅳ的活化能較高，因此反應(yīng)的決速步為反應(yīng)I、Ⅳ，故A錯誤；B．反應(yīng)I為加成反應(yīng)，而與為快速平衡，反應(yīng)Ⅱ的成鍵和斷鍵方式為或，后者能生成18OH-，因此反應(yīng)結(jié)束后，溶液中存在18OH-，故B正確；C．反應(yīng)Ⅲ的成鍵和斷鍵方式為或，因此反應(yīng)結(jié)束后溶液中不會存在CH318H，故C錯誤；D．該總反應(yīng)對應(yīng)反應(yīng)物的總能量高于生成物總能量，總反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此和CH3O-的總能量與和OH-的總能量之差等于圖示總反應(yīng)的焓變，故D錯誤；綜上所述，正確的是B項(xiàng)，故答案為B。考點(diǎn)三反應(yīng)機(jī)理1．（2023·湖南卷）是一種強(qiáng)還原性的高能物質(zhì)，在航天、能源等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。我國科學(xué)家合成的某(Ⅱ)催化劑(用表示)能高效電催化氧化合成，其反應(yīng)機(jī)理如圖所示。

下列說法錯誤的是A．(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，配體失去質(zhì)子能力增強(qiáng)B．M中的化合價(jià)為C．該過程有非極性鍵的形成D．該過程的總反應(yīng)式：【答案】B【詳解】A．(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，中的帶有更多的正電荷，其與N原子成鍵后，吸引電子的能力比(Ⅱ)強(qiáng)，這種作用使得配體中的鍵極性變強(qiáng)且更易斷裂，因此其失去質(zhì)子（）的能力增強(qiáng)，A說法正確；B．(Ⅱ)中的化合價(jià)為+2，當(dāng)其變?yōu)?Ⅲ)后，的化合價(jià)變?yōu)?