2024新高考化學高考復習九 化學反應的熱效應

專題九化學反應的熱效應

五年高考

考點1化學反應中的能量變化

1.（2023北京,13,3分）一種分解氯化被實現(xiàn)產物分離的物質轉化關系如下，其中b、d代表MgO或

Mg（OH）CI中的一種。下列說法正確的是（）

NH,Q（次y，

A.a、c分別是HC1、NH3

B.d既可以是MgO,也可以是Mg（OH）Cl

C.已知MgCb為副產物,則通入水蒸氣可減少MgCL的產生

D.等壓條件下，反應①、②的反應熱之和，小于氯化較直接分解的反應熱

答案C

2.（2022浙江1月選考,18,2分）相關有機物分別與氫氣發(fā)生加成反應生成1mol環(huán)己烷（）的能量

變化如圖所示:

下列推理不正確的是（）

A.2AHBAH2,說明碳碳雙鍵加氫放出的熱量與分子內碳碳雙鍵數(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穩(wěn)定

C.3AHi<AH%說明苯分子中不存在三個完全獨立的碳碳雙鍵

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

答案A

3.（2021山東,14,4分）18。標記的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中發(fā)生水解，部分反應歷程可表示為：

18O-

I

18（（：18

OTH3C—;—OH3mo

IM\XII

H3c—c—OCH3+OH-nonivH3c—c—OH+CH30-

18O-18OH

II

H3C—c—OCH3H3C—C—OCH3

能量變化如圖所示。已知OH—O為快速平衡，下列說法正確的是（）

fife

過渡態(tài)I

?一\過渡W2

H,C—<：—<）（：||,,,

?

一0OH'

ll,C—<^—<K：H,

+011-H,C—€—0H

A.反應ii、in為決速步

B.反應結束后，溶液中存在180H

C.反應結束后溶液中存在CH3180H

D.反應I與反應IV活化能的差值等于圖示總反應的婚變

答案B

4.(2021浙江1月選考,24,2分)在298.15K、100kPa條件下,N2(g)+3H2(g)—2NH3(g)AH=-92.4

kJ-mol-i,N2(g).H2?和NH3(g)的比熱容分別為29.1、28.9和35.6JWmoH。一定壓強下,1mol反應

中，反應物［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()

D

答案B

5.(2020浙江7月選考,22,2分)關于下列AH的判斷正確的是()

CO經(aq)+H+(aq)^=HCO式aq)AHi

CO^aql+HzO。)—"HC03(aq)+0H(aq)AH2

+

OH(aq)+H(aq)—H20(l)AH3

OH(aq)+CH3coOH(aq)—CH3COO-(aq)+H2O(l)AH4

A.AHi<0AH2<0B.AHI<AH2C.AH3<0AH4>0D.AH3>AH4

答案B

6.(2023全國甲,28,15分)甲烷選擇性氧化制備甲醇是一種原子利用率高的方法?；卮鹣铝袉栴}:

⑴已知下列反應的熱化學方程式：

①35（g）^2O3（g）KiAH】=285kj-mol-i

-

②2cH4（g）+C）2（g）2CH3OH（1）K2AH2=-329kJmoH

反應③CH4（g）+03（g）===CH3OH（1）+O2（g）的AH3=kJ-moH,平衡常數(shù)K3=（用Ki、K2

表示)o

(2)電噴霧電離等方法得到的M+(Fe+、Co\Ni+等)與O3反應可得M0+。M0+與CH’反應能高選擇性地

生成甲醇。分別在300K和310K下(其他反應條件相同)進行反應MO++CH4—M++CH3OH,結果如

下圖所示。圖中300K的曲線是(填"a"或"b"300K、60s時MO+的轉化率為

(列出算式)。

ISO時間/*

(3)M0吩別與CH,、CD4反應,體系的能量隨反應進程的變化如下圖所示(兩者歷程相似,圖中以CH”示

例)。

步驟【I立

反應進程

(i)步驟I和H中涉及氫原子成鍵變化的是(填"I"或"II"

(ii)直接參與化學鍵變化的元素被替換為更重的同位素時，反應速率會變慢，則M0+與CD’反應的能量變

化應為圖中曲線(填"c"或"d"

(iii)M0+與CH2D2反應存代甲醇的產量CHzDODCHD20H(填"="或若M0+與

CHDB反應，生成的氣代甲醇有_______種。

答案(1)-307信(2)bl-10-o.i(3)(i)I(ii)c(iii)<2

考點2熱化學方程式的書寫蓋斯定律的應用

1.(2022重慶,13,3分)"千畦細浪舞晴空"，氮肥保障了現(xiàn)代農業(yè)的豐收。為探究(NH4)2SO4的離子鍵強

弱，設計如圖所示的循環(huán)過程，可得△也/(對-0101-1)為()

A〃F+698kJ

—S(^q)

A//,=+!5kJ

A.+533B.+686C.+838D.+l143

答案C

2.(2022浙江6月選考,18,2分)標準狀態(tài)下，下列物質氣態(tài)時的相對能量如下表:

物質(g)0HHOH00H2O2H2O2H2O

能量/kJ,moH249218391000-136-242

1

可根據(jù)HO(g)+HO(g)^一比02加)計算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kj-mol,下列說法不IjE碗的

是()

A.H2的鍵能為436kj-mol-i

B.O2的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍

C.解離氧氧單鍵所需能量HOCXH2O2

1

D.H2O(g)+O(g)-H2O2(g)AH=-143kj-mol

答案C

3.(2021北京,14,3分)丙烷經催化脫氫可制丙烯:C3H8nC3H6+H2。600c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器，經相同時間，流出的C3H6、CO和比濃度隨初始C02濃度的變

化關系如圖。

已知:①C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)AH=-2220kj-mol-i

②C3H6?+。?="3CO2(g)+3H2O(l)AH=-2058kJ-moH

(3)H2(g)+1O2(g)^iH2O。)AH=-286kj-mol-i

下列說法不正確的是()

A.C3H8(g)=-C3H6(g)+H2(g)

△H=+124kj-mol-i

B.c(H2)和c(C3H6)變化差異的原因:CO2+H2nCO+H2O

c.其他條件不變，投料比c(C3H8)/c(CO2)越大,C3H8轉化率越大

D.若體系只有C3H6、CO、H2和H2O生成，則初始物質濃度co與流出物質濃度c之間一定存

在:3co(C3H8)+CO(CC>2)=C(CO)+C(C02)+3C(C3H8)+3c(C3H6)

答案c

4.(2021浙江1月選考,20,2分)已知共價鍵的鍵能與熱化學方程式信息如下表：

共價鍵H—HH—0

鍵能/(kJ,moH)436463

熱化學方程式2H2(g)+O2(g)-----2H20(g)AH=-482kj-mol-i

則20(g)—02(g)的AH為(]

A.428kj-mol1B.-428kj-mol1C.498kj-mol1D.-498kj-mol1

答案D

三年模擬

A組基礎題組

考點1化學反應中的能量變化

1.(2023吉林市二調,10)1868年狄青和洪特發(fā)現(xiàn)了用空氣中的氧氣來氧化氯化氫氣體制取氯氣的方

法:4HCl(g)+O2(g)——2Cl2(g)+2H20(g)o該反應的能量變化如圖所示，下列說法正確的是()

4HCI(g)+O2(g)的總能量高

2c1阿，也0(g)的總能量低

A.該反應為吸熱反應

B.若H20為液態(tài)，則生成物總能量將變大

C.該反應發(fā)生時向環(huán)境釋放能量

D.斷開舊化學鍵吸收的總能量大于形成新化學鍵所釋放的總能量

答案C

2.(2023河北衡水二中三調,8)氮的氧化物轉化是環(huán)境化學熱點問題之一。研究發(fā)現(xiàn),比還原N0的反應

2NO(g)+2H2(g)—用他)+2七0。)分兩步進行:①2NO(g)+H2(g)——N2(g)+H2O2(1);@H2O2(1)+H2(g)

——2H20(1)。其能量變化如圖所示(Ts代表過渡態(tài))。下列敘述正確的是()

能量t拱-

反應歷短

A.②是放熱反應，①是吸熱反應

B.H2O2是該反應的催化劑

C.反應①的活化能大于反應②

D.加入催化劑的目的是降低Ts2的能量

答案C

考點2熱化學方程式的書寫蓋斯定律的應用

1.（2023重慶三調,7,改編）為實現(xiàn)"碳達峰、碳中和"的目標，科學家提出以TiOz為催化劑，用光熱化學

循環(huán)分解法，達到減少大氣中CO2的量的目的，反應的機理如圖所示：

已知完全斷開1molC02（g）、CO（g）、O2（g）中化學鍵吸收的能量分別為1598kj/mol、1072kj/mok

496kj/molo

下列說法不正確的是（）

A.過程①中光能轉化為化學能

B.過程④為放熱過程

C.該反應中Ti的化合價發(fā)生了變化

D.全過程熱化學方程式為2c02（g）—2CO（g）+O2（g）AH=+556kj/mol

答案B

2.（2022重慶一模,11）合成氨工業(yè)在國民經濟中占有重要地位,對人類生存具有重大意義。合成氨反應

的歷程和能量變化如下圖所示：

反應歷程

已知:①27出===2NH3(g)AH=+100kj/mol,②2NH3(g)===N2(g)+3H2(g)AH,則反應②的AH為

()

A.+92kj/molB.-92kj/molC.+192kj/molD.+148kj/mol

答案A

B組綜合題組

°\/+HBr

l.[2023河北學業(yè)水平選擇性考試（一）,6]反應的能量與反應歷程

的關系如下圖所示。下列說法錯誤的是（

Br+/\OH

反應歷程

A.第1步決定整個反應的快慢

B.第2步為放熱過程

C.該反應的婚變大小取決于第1、2、3步正、逆反應的活化能大小

D.該反應適宜在堿性條件下進行

答案C

2.（2023山西臨汾一模,10）不同含金化合物催化乙烯加氫的反應歷程如下圖所示:

催化劑:AuF催化劑:AuPF;

-3.46

/1

X\

反應歷程反應歷程

下列說法正確的是（）

A.從圖中可得1molC2H4（g）具有的能量比1molC2H6（g）的能量身

B.過渡態(tài)1比過渡態(tài)2物質的穩(wěn)定性弱

C.在催化劑AuP喈催化下，該反應的AH=-233.7kJ-moH

D.相比催化劑AuPFtAuF催化乙烯加氫的效果更好

答案B

3.（2023安徽蚌埠二模,12）已知復雜反應的速率由反應歷程中活化能最大的一步基元反應決定。鹵代煌

的取代反應有以下兩種反應歷程，其反應過程中的能量變化如圖所示：

&?5-

E|R,C-X]+Nu-亂5-

3C-+X-+NU-

R,CX+\n

RjCNu+X-

S、1反應進施

下列說法中錯誤的是（）

A.鹵代煌的取代為放熱反應

B.SN1反應速率與c（Nu］和c（R3CX）相關

C.SN2反應速率與c（RX）和c（Nu］相關

D.SNI機理為兩步反應,SN2機理為一步反應

答案B

4.（2022湖北襄陽二模,11）苯的親電取代反應分兩步進行，可表示為E++

+H+,生成中間體的一步是加成過程，中間體失去H+的一步是消除過程，其機理亦稱加成一消除機理。苯

的親電取代反應進程和能量的關系如圖，下列說法錯誤的是（）

A.第一步反應為苯親電取代的決速步驟

BE與Ez的差值為總反應的婚變

C.中間體的能量比苯的高，穩(wěn)定性比苯的差

D.反應過程中,環(huán)上碳原子的雜化類型發(fā)生了變化

答案B

5.（2022福建龍巖三檢,9）在Fe+催化下乙烷氧化的反應機理如圖所示（圖中…為副反應下列說法正

確的是（）

gHJFe]*](CJIJFe(OH)T

A.FeO\Nz均為反應中間體

B.X既含極性共價鍵也含非極性共價鍵

C.該機理涉及的反應均為氧化還原反應

D.每生成1molCH3CHO,消耗的N2O大于2mol

答案D

6.（2022河北邯鄲二模,8）據(jù)報道，我國科學家研制出以石墨烯為載體的催化劑，在25℃下用山。2直接將

CH4轉化為含氧有機物，其主要原理如圖所示。下列說法不正確的是（）

邛..4

A.石墨烯為載體的催化劑的作用是破壞C-H鍵

催化劑

B.步驟v、vi的總反應方程式是H2O2+HCH。HCOOH+H2O

C.步驟ii得到的產物所有原子可能共面

D.上述反應過程中，用虛線圓框住的部分表示不穩(wěn)定的自由基狀態(tài)

答案C

7.（2022重慶育才中學二診,8）甲醇水蒸氣催化重整是獲取出的重要方法，反應CH30H包）+&0值）一

CO2（g）+3H2（g）AH>0,能量變化如圖1所示。830℃時，相同時間內向反應體系中投入一定量CaO做對

比實驗，結果如圖2所示，下列說法中正確的是（）

IICOOCII3+2H2

(：O2+CH/)H+3H,

A〃尸/+H20

H(：()()11+C1I,OII+21I2

反應過程無CaO微米CaO納米CaO

A.該反應的AH=（a-b-c）kj-mol1

B.CaO表面積越大，吸收C02效果越好

C.該反應在低溫下能自發(fā)進行

D.選擇適當催化劑降低AH3可顯著提高催化重整反應速率

答案B

考法訓練

考法反應歷程與能量圖像分析

1.(2023浙江1月選考,14,3分)標準狀態(tài)下,氣態(tài)反應物和生成物的相對能量與反應歷程示意圖如下[已

知02回和Ck(g)的相對能量為0],下列說法不氐碉的是()

A.E6-E3=E5-E2

B.可計算Cl—C1鍵能為2(E2-E3)kj-mol-i

C相同條件下,03的平衡轉化率:歷程II＞歷程1

D.歷程I、歷程II中速率最快的一步反應的熱化學方程式為:C10(g)+0(g)—O2(g)+Cl(g)AH=(E5-

E4)kj-mol1

答案C

2.(2022遼寧,10,3分)利用有機分子模擬生物體內"醛縮酶"催化Diels-Alder反應取得重要進展，榮獲

2021年諾貝爾化學獎。某Diels-Alder反應催化機理如下。下列說法錯誤的是()

A.總反應為加成反應B.I和V互為同系物

CM是反應的催化劑D化合物X為H20

答案B

3.(2022浙江1月選考,24,2分)某課題組設計一種固定C02的方法，原理如圖。下列說法不正確的是

()

A.反應原料中的原子100%轉化為產物

B.該過程在化合物X和1催化下完成

C.該過程僅涉及加成反應

答案C

4.(2021重慶10,3分)〃天朗氣清惠風和暢?！ㄑ芯勘砻骼肐r+可催化消除大氣污染物用。和CO,簡

化中間反應進程后相對能量變化如圖所示。已知CO(g)的燃燒熱AH=-283kJ/moL則2N2O(gJ—

2N2(g)+O2(g)的反應熱△H(kJ/mol訥()

_(N?O(g)+W+CO(g)

*-。

3/*

330*\2(g)+h<)++CO(g)

應

混\123/\229

玄\N2(g)4-Ir^CO2(g)

￡

中間體I\*77

反應進程

A.-152B.-76C.+76D.+152