全國通用版2023年高考化學考點題型拓展復習十二化學能與熱能

專題十二化學能與熱能

備考方向導航

考點1化學反應中能量變化的有關概念

1.［2020天津，10,3分］理論研究表明，在101kPa和298K下,HCN(g)=HNC(g)異構化反應過程的能量變化如圖所

示。下列說法錯誤的是()

A.HCN比HNC穩(wěn)定

B.該異構化反應的A#+59.3kJ-moV1

C.正反應的活化能大于逆反應的活化能

D.使用催化劑,可以改變反應的反應熱

2.［2018北京,7,6分］我國科研人員提出了由CO?和CIL轉化為高附加值產品QhCOOH的催化反應歷程。該歷程示意

圖如圖。

CHjCOOH

?C

o0

OH

下列說法不正確的是)

A.生成CH￡OOH總反應的原子利用率為100%

B.CH.-CHsCOOH過程中,有C—H鍵發(fā)生斷裂

C.①一②放出能量并形成了C-C鍵

D.該催化劑可有效提高反應物的平衡轉化率

3.［2018海南，12,4分］［雙選］炭黑是霧霾中的重要顆粒物，研究發(fā)現(xiàn)它可以活化氧分子,生成活化氧?；罨^程的

能量變化模擬計算結果如圖所示?；罨蹩梢钥焖傺趸趸?。下列說法正確的是()

A

9

/

M

理

安

至

發(fā)ss和轉氣

|?梅于。硬原子|

A.每活化一個氧分子吸收0.29eV的能量

1

B.水可使氧分子活化反應的活化能降低0.42eV

C.氧分子的活化是0—0的斷裂與C—0鍵的生成過程

D.炭黑顆粒是大氣中二氧化硫轉化為三氧化硫的催化劑

考點2熱化學方程式

4.[2021四川石室中學開學考試]40式1)在有MnOz條件下和無MnOz條件下分解的能量變化如圖所示。下列說法錯誤

是()

,能量/(kJ-mol-')

HAQ)N

.........…瓦麗乎漓

0反應過.

A.有MnO?條件下的變化曲線是b

B.該反應能量變化類型與氫氣燃燒反應的相同

C.加MnO?后,正反應速率增大,逆反應速率減小

D.該反應的熱化學方程式為出。2⑴一H20(l)+i02(g)XH=(E「E》kJ?mol'

5.[2017全國卷I,28(2),5分]下圖是通過熱化學循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應系統(tǒng)原理。

熱化學破碘循環(huán)水分解制氫系統(tǒng)(I)

iH!SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l)+^(g)AH=327kJ-rook'I

!SO2(g)+ys)+2H2OC)：=2HI(aq)+H2SO4(aq)AH2=-151kJ?moi->；

I2HI(aq)=H,(g)+I2(8)A/TlOkJ?moLI

H2S(g)+H2SO4(aq)=S(8)+SO2(g)+2H2O(1)AH4=61kJ?moL

熱化學硫碘循環(huán)破化氫分解聯(lián)產氫氣、硫黃系統(tǒng)(U),

通過計算,可知系統(tǒng)(I)和系統(tǒng)(H)制氫的熱化學方程式分別為、,制得等量

1%所需能量較少的是。

考點3蓋斯定律的應用及反應熱的計算和大小比較

6.[2020浙江7月選考,22,2分]關于下列△H的判斷正確的是()

CO|-(aq)+HXaq)-HCOj(aq)XH\

CO#(aq)+出0⑴-IlCOj(aq)+0H(aq)A/A

OH(aq)+H(aq)===IW⑴△吊

OH(aq)+CH3COOH(aq)-CH:iCOO(aq)+HQ⑴△〃

A.A^<0匕壓<0B.

C.A叢<0AH00D.AA>A〃

7.[2019浙江4月選考,23,2分]MgCOs和CaC()3的能量關系如圖所示(M=Ca、Mg):

2+22

M(g)+CO|-(g)—+M*(g)+O-(g)+CO2(g)

【A4

A//

MCO3(S)MO(s)+C()2(g)

2

已知I:離子電荷相同時,半徑越小，離子鍵越強。下列說法不正確的是)

A.A刃(MgC03)〉△4(CaCO3)>0

B.△A(MgCOj=△豆(CaCO3)>0

CAM(CaCOs)-A4(MgCOs)=AA(CaO)-A^(MgO)

D.對于MgC03和CaCO；),

8.(1)[2019全國卷III,28(2)改編]已知:

1

CuCl2(s)-CuCl(s)+-Cl2(g)△4=83kJ?mol'

1

CuCl(s)+102(g)-Cu0(s)+id2(g)A3-20kJ?mol

1

CuO(s)+2HCl(g)—CuCl2(s)+H20(g)△4=T21kJ?mol'

則4HCl(g)+02(g)——2cL(g)+2HQ(g)的△廬kJ-mol\

(2)[2017全國卷III,28(3),2分]已知:

As(s)號上(g)+2。2(g)----HJASOI(s)AH\

H2(g)+i02(g)——H20(l)

2As(s)+|02(g)——AS20B(S)Xlk

則反應AsG(s)+31M)⑴-2ILAsO,(s)的△附。

拓展變式

1.“一碳化工”是重要的化學工業(yè)，部分原理如下：

反應①C(s)+^02(g)u^CO(g)A/Z

1

反應②C(s)+H20(g)-C0(g)+H2(g)△^=+130kJ?mol

1

反應③C0(g)+2H2(g)-ClLOH(g)A//；=-90.1kJ-mol-

反應④2CH：QH(g)一CH30cH3(g)+HQ(g)△4

反應④的能量變化如圖所示：

反應⑤3CH：i0H(g)-CH3CH=CH2(g)+3H2O(g)△后=-31.0kJ?mol/'

已知:出的燃燒熱為285.8kJ，moL,Ha的汽化熱(在一定壓強下，1mol物質在一定溫度下蒸發(fā)所需要的熱量)為

44kJ?mof'o回答下列問題:

⑴反應①的△H\-kJ?mor'?

(2)反應③中正反應的活化能(填“大于”“小于”或“等于")逆反應的活化能。

3

⑶反應④中代表使用催化劑的曲線是(填“I”或"n”)，曲線I的峰中出現(xiàn)小波谷的原因

是,反應④的△HFkJ-mol

(4)用適量的CO與上反應,每生成420gCH:!CH=CH2(g)時,(填“吸收”或“放出”)kJ的熱量。

2.(1)12016天津,7(4)改編］Si與C1兩元素的單質反應生成1molSi的最高價化合物，恢復至室溫，放熱687kJ,

已知該化合物的熔、沸點分別為-69℃和58寫出該反應的熱化學方程式:o

(2)［2015安徽，27(4),3分］岫8口()與友0(1)反應生成岫80人)和似8)。在25℃、101kPa下，已知每消耗3.8g

NaBHKs)放熱21.6kJ,該反應的熱化學方程式是。

3.［高考組合］請回答下列問題：

1

(1)［2015新課標全國卷I,28(3),2分］已知反應2Hl(g)——((g)+I2(g)的A2+11kJwF,1mol((g)、1molI2(g)

分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收436kJ.151kJ的能量，則1molHI(g)分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量

為kJ。

(2)［2015新課標全國卷H,27(1),4分］甲醇既是重要的化工原料,又可作為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO?

和㈤在催化劑作用下合成甲醇,發(fā)生的主要反應如下：

①C0(g)+2H2(g)nCH30H(g)XH\

@C02(g)+3H2(g)=CH30H(g)+H20(g)A〃

@C02(g)+H2(g)—CO(g)+H20(g)AA

已知反應①中相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：

化學鍵H—HC—0CMOH—0C—H

￡/(kJ?mol-1)4363431076465413

由此計算△1/1=kJ,mol';已知A/i=-58kJ,mol1,貝!I△4=kJ,mol

4.[2020貴州貴陽摸底考試]2mol金屬鈉和1mol氯氣反應的能量關系如圖所示,下列說法不正確的是()

Aff,

2Na(s)+Cl2(g)------l-?2NaCl(s)

AH?AH,

2Na(g)+2Cl(g)必

Aff,AHS

AH,

2Na*(g)+2Cl-(g)―"2NaCl(g)

A.相同條件下，K(s)的(△〃2+△〃3)<Na(s)的(△段+△A)

B.A〃的數(shù)值和Cl—Cl共價鍵的鍵能的數(shù)值相等

C.AC<0,在相同條件下,2Br(g)的△〃$>△〃

D.△似0,且該過程形成了分子間作用力

5.[2018浙江下半年選考,21,2分]已知：

H2O(g)—H20(l)XH\

4

CellizOe(g)CeHiaOe(S)△Hi

CCH1206(S)+6O2(g)——6HQ(g)+6CO2(g)AA

C6H120fi(g)+602(g):-6H2。⑴+6COz(g)AH、

下列說法正確的是()

A.A〃〈0,2KO,△以△〃

B.6△M+△及+△A-A〃=0

C._6AH\+AH)+AHi~A〃=0

D.-6A4+AA-△A+A〃=0

答案

專題十二化學能與熱能

備考方向導航

1.DHNC的能量比HCN高,能量越低越穩(wěn)定，則穩(wěn)定性較好的是HCN,A項正確；該異構化反應的△盾+59.3kJ-mol1,

為吸熱反應,則正反應的活化能大于逆反應的活化能,B、C項正確;使用催化劑能改變反應的歷程，但是不影響反應的

反應熱,D項錯誤。

2.DCO?和CH,制備CH：,COOH的化學方程式為COz+CH,津幽CH：￡OOH,反應中沒有副產物生成,所以總反應的原子利用

率為100%,A項正確;CH,分子中含有4個C—H鍵,而CH3COOH分子中含有3個C—H鍵,顯然CH,-CH3C00H過程中必有

C-H鍵發(fā)生斷裂,B項正確;觀察反應的示意圖可知，①一②過程中放出能量,且在此過程中形成了新化學鍵，即乙酸

分子中的C-C鍵,C項正確;催化劑能改變化學反應速率,而不影響化學平衡,不能提高反應物的平衡轉化率,D項錯

誤。

3.CD根據(jù)題圖可知,每活化一個氧分子放出0.29eV能量,A項錯誤;水可使氧分子活化反應的活化能降低0.18

eV,B項錯誤;根據(jù)題圖可知,氧分子的活化是0-0鍵的斷裂和C-0鍵的生成過程,C項正確；大氣中二氧化硫轉化為

三氧化硫,炭黑顆粒為該反應的催化劑,D項正確。

4.C使用催化劑可降低反應的活化能,結合題圖知,b曲線表示使用了催化劑,A項正確;該反應的反應物總能量比生

成物總能量高,屬于放熱反應,氫氣的燃燒反應也是放熱反應,B項正確;催化劑對正反應速率和逆反應速率均能起到

增大的作用,C項錯誤；由能量變化曲線可知,該反應的熱化學方程式為HG⑴一HQ⑴+|Oz(g)A年，㈤

kJ?mol1,D項正確。

5.40(1)—H2(g)+i02(g)△於286kJ?mol'(2分)H2s(g)—似g)+S(s)△所20kJ?mol'(2分)系統(tǒng)(0)(1

分)

【解析】整理熱化學方程式如下:①H*0,(aq)—S02(g)+H20(l)+|02(g)△/=327kJ-mol':(2)S02(g)+l2(s)+2H20(l)

1

—2HI(aq)WO^aq)△/￡=-151kJ?mol';③2Hl(aq)——112(g)+I2(s)△"=110kJ-mol;@H2S(g)+II2S0,(aq)=

S(s)+S02(g)+2H20(l)A〃=61kj-mol'c根據(jù)蓋斯定律知,①+②+③得系統(tǒng)(I)的熱化學方程式:比0(1)一

5

H2(g)+102(g)A/^286kJ-mol'?②+③+④得系統(tǒng)(II)的熱化學方程式:H*(g)—H2(g)+S(s)△底20kJ?mol'。

系統(tǒng)(I)和系統(tǒng)(H)都是吸熱反應，從熱化學方程式可以看出，系統(tǒng)(H)制備1molH?需要消耗20kJ能量,而系統(tǒng)

(1)制備1mol也需要消耗286kJ能量,故系統(tǒng)(II)消耗能量較少。(注意：比較消耗能量只比較數(shù)值；比較反應熱

要考慮正、負號)

6.B形成化學鍵要放出熱量，A第二個反應是鹽類的水解反應,是吸熱反應，AA>0,A項錯誤,B項正確;酸堿中

和反應是放熱反應，△〃〈()，△〃<(),(：項錯誤;第三個反應是強酸與強堿的反應，第四個反應(醋酸是弱酸，電離吸熱)

放出的熱量小于第三個反應，但△后和△名都是負值，則△片〈△/D項錯誤。

7.C根據(jù)已知信息,離子電荷相同時,半徑越小,離子鍵越強。由于r(Mg2*)〈r(C『)，所以MgCOa的離子鍵強于CaC0：),

由于化學鍵斷裂需要吸熱,故△4(MgCQ,)>AH、(CaC03)>0,A項正確；由于△A只與CO歹相關,故AA(MgCOs)=△

Ik(CaC03)>0,B項正確;根據(jù)能量關系圖可知△於△△Ik-△由于△〃(MgCOs)#△//(CaC03)，故△〃(MgC03)+△

Fk(MgCOs)-△A(MgO)W△訝(CaC03)+△"(CaCO3)-Aj%(CaO)，而△笈(MgCOs)=△A(CaCOs),故△X(MgCCO-△吊(MgO)W

A風(CaCO：,)-△后(CaO),AH\(CaC03)-A?(MgCO3)W△A(CaO)-A(MgO),C項錯誤;由于AA=△K+A而△及0,

故△4+4外人/口項正確。

8.(1)-116⑵2)4-3A《-2'(2分)

【解析】⑴將已知熱化學方程式依次編號為①、②、③,根據(jù)蓋斯定律，由(①+②+③)X2得4HCl(g)+0z(g)——

2cI2(g)+240(g)A/^-l16kJ-mol(2)將已知熱化學方程式依次編號為①、②、③,根據(jù)蓋斯定律，由①義2-②

X3-③可得AS205(S)+3H20(l)~2H3ASO.!(S)△/2△H、T>

目|拓展變式

1.(1)-111.8(2)小于(3)1曲線I的峰中出現(xiàn)的小波谷對應的能量是生成的中間產物具有的能量，該催化反

應包括反應物與催化劑生成中間產物、中間產物再生成產物兩個反應過程,都有斷健吸熱和成鍵放熱的過程-134

(4)放出3013

【解析】⑴根據(jù)1卜的燃燒熱和ILO的汽化熱可寫出熱化學方程式:⑥Hz(g)+孤(g)—ILO(l)A/X=-285.8

kJ?moL;⑦H2(l)^~H2(g)A《=+44kJ-mol'e根據(jù)蓋斯定律知①=②+⑥+⑦，貝UA"=△4+Aa+△必=+130

kJ?mor-285.8kJ?mol444kJ?mol'=-111.8kJ-mol工(2)反應③是放熱反應,反應物的能量高,生成物的能量

低，正反應活化能小。(3)使用催化劑可降低反應的活化能，故使用催化劑的曲線是I;曲線I的峰中出現(xiàn)的小波谷對

應的能量是生成的中間產物具有的能量，該催化反應包括反應物與催化劑生成中間產物、中間產物再生成產物兩個

反應過程,都有斷鍵吸熱和成鍵放熱的過程。由題圖可知，△3=(152-286)kJ-mol-^-134kJ?moL,(4)根據(jù)蓋斯

1

定律，由③X3+⑤得3C0(g)+6II2(g)^CH3CH=Cn2(g)+3H20(g)△廬-90.1kJ-mol_X3-31.0kJ?mor'=-301.3

kJ?mol',故生成420g(BP10moDCFLCH-OUg)放出的熱量是301.3kJ-mol'xiOmol=3013kJ,

1

2.(l)Si(s)+2Cl2(g)-SiClXl)AAfe-687kJ?mol(2)NaBH1(s)+2H2O(l)—NaB02(s)+4H2(g)△/-216.0

kJ,mol1(3分)

6

【解析】(1)生成物是四氯化硅,書寫熱化學方程式的關鍵是判斷常溫下四氯化硅的狀態(tài),根據(jù)其熔點和沸點數(shù)據(jù)，

可推斷出四氯化硅在常溫下呈液態(tài)，據(jù)此可寫出該反應的熱化學方程式。