化學反應的熱效應-2025年高考化學一輪復習

考向19化學反應的熱效應

典

【2022?浙江卷1月】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：

下列推理不正琥的是

A.2AHI=AH2,說明碳碳雙鍵加氫放出的熱量與分子內碳碳雙鍵數目成正比

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<AH4,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

【詳解】

A.2AHI?AH2,說明碳碳雙鍵加氫放出的熱量與分子內碳碳雙鍵數目成正比，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，有利于物質穩(wěn)定，B正確；

由圖示可知，反應為:(l)+H(g)->反應為:

C.I02C)(i)AH.IV

+3H2(g)->AH,故反應I是Imol碳碳雙鍵加成，如果苯環(huán)上有三個完

O（i）4

全獨立的碳碳三鍵，則3AHi=AH4,現(xiàn)3AHI<AH4,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：（l）+H2（g）T⑴AHi反應HI為：（］（l）+2H2（g）

(1)AH3反應IV為：+3H2(g)一(1)AH4,AH3-AH1<0即

|^^](l)+H2(g)―(^J|(1)AH<0,AH4-AH3>0即|^J]+H2(g)T

(1)AH>0,則

說明。具有的總能量小于c〕，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；

1查漏補缺）

考點一反應熱焰變

1.反應熱和焰變

（1）反應熱：在等溫條件下，化學反應體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量。

⑵焰變

①焰（為：焰是與內能有關的物理量。

②焰變。為：生成物的焰與反應物的焰之差。

③焰變與反應熱的關系

等壓條件下的反應熱等于反應的焰變，常用血表示反應熱，常用單位：kJmoll

2.吸熱反應、放熱反應

(1)放熱反應：釋放熱量的化學反應。反應物的總能量大于生成物的總能量。反應體系的能

量降低,故A￡0,即A〃為負值。

(2)吸熱反應：吸收熱量的化學反應。反應物的總能量小于生成物的總能量。反應體系的能

量升高,故AH20,即為正值。

(3)常見的吸熱反應和放熱反應

吸熱反應(M>0)放熱反應(A〃<0)

①中和反應

?Ba(OH)2-8H2O與NH4cl的反應

②燃燒反應

②大多數的分解反應

③金屬與酸或氧氣的反應

③弱電解質的電離

④鋁熱反應

④鹽類水解

⑤酸性氧化物或堿性氧化物與水的反應

⑤C和H2(Mg)、C和CO2的反應

⑥大多數的化合反應

3.反應熱產生的原因

吸收能量Ei

EX>E2,AH>0

舊化學生生成物能量高，則為吸熱反應

鍵斷裂成

新化學物

鍵形成生成物能量低，則為放熱反應

E<E,AH<0

釋放能量已X2

考點二熱化學方程式

1.熱化學方程式既表示化學反應的物質變化，也表示化學反應的能量變化。

如2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)A//=-571.6kJ-mo「表示在25℃>101kPa條件下Omol=他)

與1molO2(g)反應生成2mol液態(tài)水時放出的熱量為571.6kJ。

2.熱化學方程式中必須標明反應物和生成物的狀態(tài),固體⑻、液體①、氣體(g)、水溶液(再),

若為同素異形體，還要注明名稱。

3.熱化學方程式要注明反應時的溫度和壓強。如不注明，即表示在25℃和101kPa下測定。

4.熱化學方程式中的化學計量數為物質的量。故化學計量數可以是整數，也可以是分數。

當化學計量數改變時，其△〃也同等倍數的改變。

5.要注明A77的符號：“+”代表吸熱,“一”代表放熱以及單位:kJ-moP'o

r-----------■■■Bv

］經典變式練）

1.合成氨原料中的H2可用甲烷在高溫條件下與水蒸氣反應制得。部分1mol物質完全

燃燒生成常溫下穩(wěn)定氧化物的數據如下表:

物質△///(kJmor1)

-285.8

H2(g)

CO(g)-283.0

CH4(g)-890.3

已知1mol七0值）轉化生成1mol比0⑴時放出熱量44.0kJ。下列CH4和水蒸氣在高溫

下反應得到七和CO的熱化學方程式正確的是（）

1

A.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)A77i=+206.1kJmor

1

B.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)A//2=-206.1kJ-moF

1

C.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)A/f3=+365.5kJ-moP

1

D.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)A774=-365.5kJ-moP

2.NR催化還原NO是重要的煙氣脫硝技術，其反應過程與能量關系如圖1；研究發(fā)

現(xiàn)在以Fe2Ch為主的催化劑上可能發(fā)生的反應過程如圖2o下列說法正確的是（)

2N2+2H2O(g)

圖1圖2

A.NH3催化還原NO為吸熱反應

B.過程I中NH3斷裂非極性鍵

C.過程D中NO為氧化劑，F(xiàn)e2+為還原劑

催價齊

D.脫硝的總反應為4NH3（g）+4NO（g）+O2（g）4N2（g）+6H2O（g）

3.通過以下反應均可獲取H2。下列有關說法正確的是（）

1

①太陽光催化分解水制氫：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)AHi=571.6kJmor

②焦炭與水反應制氫：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)

1

AH2=131.3kJ-moP

1

③甲烷與水反應制氫：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)A^3=206.1kJ-moF

A.反應①中電能轉化為化學能

B.反應②為放熱反應

C.反應③使用催化劑，A%減小

D.反應CH4(g)=C(s)+2H2(g)的AH=74.8kJmor1

4.以TiO2為催化劑的光熱化學循環(huán)分解C02反應為溫室氣體減排提供了一個新途徑,

該反應的機理及各分子化學鍵完全斷裂時的能量變化如下圖所示：

/O

-

O

/

下列說法正確的是(

A.過程①中鈦氧鍵斷裂會釋放能量

B.該反應中，光能和熱能轉化為化學能

C.使用TiCh作催化劑可以降低反應的焰變，從而提高化學反應速率

D.C02分解反應的熱化學方程式為2co2(g)=2co(g)+02(g)A，=+30kJ-mo「

5.化學反應放出或吸收的能量稱為反應熱。反應熱(△⑺又因化學反應的分類給予不同

的名稱。如我們學過的燃燒熱。員)，又如由穩(wěn)定單質化合生成1mol純物質的熱效應稱為

生成熱斷裂化學鍵時，所吸收的能量稱為鍵能(A%)。下面兩個圖中的數據分別表示

水與二氧化碳各1mol分解時能量變化的示意圖,圖中的各數據均以kJ為單位，下列說法

正確的是()

2H(g)+O(g)C(s)+20(g)

24712H(g)+&2(g)

494

C(s)+O2(g)

43611091CO(g)+*O2(g)

H2(g)+202(g)

CO(g)

2431H2O(g)2

圖11mol水分解時的圖2lmolCC)2水分解

能量變化時的能量變化

1

A.生0他)的生成熱：A^f=243kJ-moP

1

B.CO(g)的燃燒熱：A^c=-570kJ-moP

1

C.O—H鍵的鍵能：A^b=436kJ-moP

D.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)

NH=-42kJ-mol-1

1.（陜西省寶雞市渭濱區(qū)2022屆高考模擬）鐵的配合物離子（用［L-Fe-H『表示）催化某反應

的一種反應機理和相對能量的變化情況如圖所示:

HCOOHL

343.5

/\過渡態(tài)1過渡態(tài)2

0.0

H2-roI

+E+7-22

”[L-Fe-H].HL-

P」r川

而渡態(tài)2IOO+

/O+42-.6T

嘲OHO46-.

HOUI

+科1V

H21+O+++

安Z

—H

IODOO

五O

L-Fe—HGHUD

O++

UJ1

IVHHOX

O+

JO，

H8

H

反應進程

下列說法正確的是

催化劑，，

A.該過程的總反應為HCOOHCOJ且為放熱反應

B.增大H卡濃度一定加快反應速率

C.反應m—IV的活化能為20.0KJ/mol

D.該過程的總反應速率由II-III步驟決定

2.（江蘇省南通市如皋市2021-2022學年高三下學期4月適應性）為節(jié)約資源，許多重要

的化工產品可以進行聯(lián)合生產。如氯堿工業(yè)、金屬鈦的冶煉工業(yè)、甲醇的合成工業(yè)可以進行

聯(lián)合生產。聯(lián)合生產時的物質轉化如下圖所示：

部分反應的熱化學方程式為:

1

CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)AH=-90.7kJ-mol-

1

2C(s)+O2(g)=2CO(g)AH=-22LOkJ-mol

1

TiO2(S)+2C(S)+2C12(g)=TiCl4(l)+2CO(g)AH=-70.0kJ.mol

下列關于聯(lián)合生產的有關說法正確的是

A.電解飽和食鹽水時，陽極附近溶液pH升高

B.反應TiO式s)+2Cl?(g)=TiC14(1)+O2(g)在任何條件下均不能自發(fā)進行

C.還原反應時，每生成48gTi,反應共轉移2moi電子

D.通過電解MgCl?溶液可以實現(xiàn)鎂的再生

3.(遼寧省遼陽市2022屆高三一模)氨是農業(yè)上“氮的固定”的必需原料，隨著世界人口的

增長，氨的需求量在不斷增大?？蒲腥藛T新發(fā)現(xiàn)以磷鹽作質子(H+)傳導體，以四氫吠喃(無

色易揮發(fā)的液體)為電解劑，利用電化學法將氮氣還原成氨的原理如圖所示。下列說法錯誤

的是

M電極

N電極

A.M電極為陽極，電極反應式為H2-2e=2H+

B.(I)-(11)的變化中，磷原子的成鍵數目不發(fā)生變化

++

C.圖示中最后一步反應為3Li+N2+3H=3Li+2NH3

D.該方法制備氨氣所需的溫度低于傳統(tǒng)工業(yè)合成氨的溫度

4.(陜西省渭南市2022屆高三下學期第二次模擬考試)如圖分別代表澳甲烷和三級澳丁

烷發(fā)生水解的反應歷程。下列說法不正確的是

LCH3Br+NaOH^CH3OH+NaBr

II.(CH3)3CBr+NaOH^(CH3)3COH+NaBr

5+5-

八嶼里￡蕾依悝3d二OH]

+

/(CHj3C+Br-+OH-

(CH-j3CBr

I的反應進程n的反應進程

A.反應I的△!!<()

B.反應i有一個過渡態(tài)，反應n有兩個過渡態(tài)

C.反應I中C—Br鍵未斷裂，反應n有C—Br鍵的斷裂和C—0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

5.(上海市盧灣高級中學2022屆高三下學期在線評估綜合練習)二氧化碳甲烷化對緩解

能源危機意義重大，二氧化碳在催化劑的作用下與氫氣作用制備甲烷的反應機理如下圖所

示。下列說法錯誤的是

A.Ni和LazOs是該反應的催化劑

B.H?f2H的過程為放熱過程

C.催化劑不能改變該反應的總體熱效應

催化齊U

D.該反應的總反應方程式為4H2+。32^=。凡+2凡0

，真題練)

1.(2022?浙江卷6月)標準狀態(tài)下，下列物質氣態(tài)時的相對能量如下表:

物質HOHO

(g)0HHOHOOH2O2222

能量/kJ?mol」249218391000-136-242

1

可根據HO(g)+HO(g)=HQ2(g)計算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ.mol。下列說法不亞

琥的是A.凡的鍵能為436kJ.mol」

B.的鍵能大于Hz。？中氧氧單鍵的鍵能的兩倍

C.解離氧氧單鍵所需能量：HOO<H2O2

D.H2O(g)+O(g)=H2O2(g)AH=-143kJ-moF

2.(2022年湖北省高考)硫代碳酸鈉能用于處理廢水中的重金屬離子，可通過如下反應制

備：2NaHS(s)+CS2(l)=Na2CS36)+H2sg,下列說法正確的是

A.Na2cs3不能被氧化B.Na2cs3溶液顯堿性

C.該制備反應是嫡減過程D.CS2的熱穩(wěn)定性比CO?的高

3.（2019?全國I卷節(jié)選）水煤氣變換［CO（g）+H2O（g）—€O2（g）+H2（g）］是重要的化工過程，主

要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領域中?；卮鹣铝袉栴}：

我國學者結合實驗與計算機模擬結果,研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應歷程，如圖

所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用?標注。

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O?+.+Z

0?+H

C?H&+

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HOO)G

+OOOo

?+。。)

ooO

?

。

O。

O

可知水煤氣變換的AH0（填“大于”“等于”或“小于”），該歷程中最大能壘（活化能）E正=_

eV,寫出該步驟的化學方程式o

4.（2020全國I卷節(jié)選）硫酸是一種重要的基本化工產品,接觸法制硫酸生產中的關鍵工序是

SO2的催化氧化：

1機催化劑

SO2（g）+-O（g）------------*so（g）

223

AH=-98kJmor'o回答下列問題：

fl催化劑參與反應的能量變化如圖所示,V2O5G）與SO2（g）反應生成VOSO4（s）和V2C）4（s）的熱

化學方程式為:O

反應過程

5.(2019全國卷m,28)近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產出

量也隨之迅速增長。Deacon直接氧化法可按下列催化過程進行：

1

I.CuC12(s)=CuCl(s)+^Cl2(g)=83kJmol_

II.CuCl(s)+^O2(g)=CuO(s)+1ci2(g)

1

AH2=-20kJmor

III.CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)

1

A/73=-121kJ-moF

1

則4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的\H=kJ-moF。

基礎練

1.【答案】A

【解析】根據已知信息可以寫出下列熱化學方程式：

?H2(g)+102(g)=H20(l)

A//i=-285.8kJ-moP1

@CO(g)+1O2(g)=CO2(g)

A/72=-283.0kJ-mor1

@CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H20(1)

=-890.3kJ-mol-1

1

@H2O(g)=H2O(l)A/74=-44.0kJ-mor

根據蓋斯定律，由③+④一②一①x3可得CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)AH=A^+

A//4-A/f2-A77ix3=-890.3kJ-mo「-44.0k『mo「+283.0kJ-mo「+285.8kJ-mo「x3=

+206.1kJ-mol'o

2.【答案】D

【解析】根據圖1可知，反應物總能量高于生成物總能量，該反應為放熱反應，A項錯

誤；NH3中化學鍵為極性鍵，過程I中NH3斷裂極性鍵，B項錯誤；過程II中，NO-N2,

氮元素的化合價由+2-0,得電子作氧化劑，F(xiàn)e2+在反應前后沒有發(fā)生變化，作催化劑，C

項錯誤；由圖2可知，反應物為NH3、NO、02,生成物為N2和H2O,則脫硝的總反應為

催化劑

4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g),D項正確。

3.【答案】D

【解析】反應①中是光能轉化為化學能，A錯誤；反應②中為吸熱反應，B錯

誤；催化劑只降低反應的活化能，不影響反應的焰變，C錯誤；根據蓋斯定律，目標反應可

由反應③一②獲得，A〃=206.1kJ-mo「-131.3kJ-mo「=74.8kJ-mo「，D正確。

4.【答案】B

【解析】化學鍵斷裂需要吸收能量，過程①中鈦氧鍵斷裂會吸收能量，A錯誤；根據圖

示，該反應中，光能和熱能轉化為化學能，B正確；催化劑通過降低反應的活化能提高化學

反應速率，催化劑不能降低反應的焰變，C錯誤；反應物總鍵能一生成物總鍵能=焰變，

CO2分解反應的熱化學方程式為2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)1598x2-1072x2-496

=+556(kJmor1),D錯誤。

5.【答案】D

【解析】表示H2O(g)的生成熱的熱化學方程式為H2(g)+；O2(g)=H2O(g)AHf=—

243kJ-mo「，A錯誤。表示CO(g)的燃燒熱的熱化學方程式為CO(g)+gO2(g)=CO2(g)

△/7c=-285kJ-mo「，B錯誤。由圖1矢口O—H鍵的鍵能引二金*(243+436+247)kJ-mo「

i=463kJ,mo「，C錯誤。由圖1得H2(g)+；O2(g)==H2O(g)A//=-243kJmo「①，

由圖2得CO(g)+：O2(g)==CO2(g)A/7=-285kJ-mo「②，根據蓋斯定律，②一①得

CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)A/f=-42kJ-mo「i,D正確。

提升練

1.【答案】A

【詳解】

A.由反應機理可知，HCOOH電離出氫離子后，HCOO-與催化劑I結合生成n,II生成二

氧化碳與III,III然后又結合氫離子轉化為w,IV生成氫氣與催化劑I,所以化學方程式為

催化劑.一

HCOOHCO2T+H2T,故A正確；

B.若氫離子濃度過低，則反應III-IV的反應物濃度降低，反應速率減慢，若氫離子濃度過

高，則會抑制甲酸的電離，使甲酸根濃度降低，反應i-n速率減慢，所以氫離子濃度過高

或過低，均導致反應速率減慢，故B錯誤；

C.由反應進程圖可知，反應III—IV的AH=-20.0KJ/moL故C錯誤；

D.活化能越高，反應越慢。由反應進程可知，反應IV-I能壘最大，反應速率最慢，對該

過程的總反應起決定作用，故D錯誤；

故選Ao

2.【答案】B

【詳解】

A.電解飽和食鹽水時，陽極反應為：2C1--2e-=Cl2T，陰極反應為：2H2O+2e=2OH-+H2T，

故陰極附近溶液pH升高，陽極附近溶液pH基本不變，A錯誤；

B.由題干可知，反應I：2C(s)+O2(g)=2CO(g)AH=-221.0kJ-mol\反應H：

1

TiO2(S)+2C(S)+2C12(g)=TiCl4(l)+2CO(g)AH=-70.0kJ-mol,則II-I可得反應

TiO2(S)+2C12(g)=TiCl4(1)+O2(g),則根據蓋斯定律可知AH=(-70)-(-211)=+i41kJ/mol,即該反

應正反應AH>0,AS<0,故該反應在任何條件下均不能自發(fā)進行，B正確；

48g

C.還原反應時，即2Mg+TiC14=2MgCL+Ti,每生成48gTi即為則反應共

48g*mol

轉移4moi電子，C錯誤;

電解

D.通過電解MgCl2溶液反應方程式為：MgCl2+2H2OMg(OH)2+C12T+H2T，故不可實現(xiàn)

鎂的再生，D錯誤；

故答案為：Bo

3.【答案】C

【詳解】

A.據圖可知，M電極上氫氣被還原為氫離子，為陽極，電極反應式為H2-2e=2H+,A正確;

B.據圖可知(I)—(11)的變化中，磷原子都是形成4個共價鍵，B正確；

C.最后一步反應中，Li+先被還原為Li單質，然后將N2還原為NIL,同時又生成Li+,所

以Li+為催化劑，反應方程式為N2+3H+￡=2NH3,C錯誤；

D.該裝置為電解裝置，利用電能轉化為化學能，即合成氨所需的能量大部分是由電能轉化,

則所需的熱能較少，所需的溫度較低，D正確；

綜上所述答案為C。

4.【答案】C

【詳解】

A.I反應物的總能量大于生成物的總能量，屬于放熱反應△*<(),A不符合題意；

B.由圖可知，反應I有一個過渡態(tài)，反應n有兩個過渡態(tài)，B不符合題意；

C.反應I中有C—Br鍵斷裂，由CH3Br轉化成CH3OH,反應II也有C—Br鍵的斷裂和C—0

鍵的形成，由(CH3)3CBr轉化成(CH3)3COH,C符合題意；

D.反應II鹵代煌先自身轉變?yōu)檫^渡態(tài)，然后氫氧根與過渡態(tài)的燒結合，氫氧化鈉不直接與

鹵代燃一起轉化到活化態(tài)，所以增加氫氧化鈉的濃度不能使II速率增大，D不符合題意；

故選Co

5.【答案】B

【詳解】

A.由圖可知該循環(huán)中Ni和LazOs是該反應的催化劑，故A正確；

B.凡f211為斷鍵的過程，該過程為吸熱過程，故B錯誤；

C.催化劑可以降低反應的活化能，但不能改變該反應的總體熱效應，故C正確；

D.根據圖中信息得到該反應的總反應方程式為4H2+CO2逆堂為應+2凡0，故D正確。

綜上所述，答案為B。

真題練

1.【答案】C

【解析】A.根據表格中的數據可知，H2的鍵能為218x2=436kLmol」，A正確；

B.由表格中的數據可知。2的鍵能為：249x2=498kJ?mol」，由題中信息可知H?。？中氧氧單

鍵的鍵能為214kJ.mo『，則。2的鍵能大于Hz。？中氧氧單鍵的鍵能的兩倍，B正確；

C.由表格中的數據可知HOO=HO+O,解離其中氧氧單鍵需要的能量為

249+39-10=278kJ.mor1,珥。？中氧氧單鍵的鍵能為214kJ-mo『，C錯誤；

D.由表中的數據可知Hq(g)+O(g)=H2。式g)的AH=-136-249-(-242)=-143kJ-mol」，D正確；

故選C

2.【答案】B

【詳解】

A.Na2cs3中硫元素為-2價，還原性比較強，能被氧化，故A錯誤；

B.類比Na2c溶液，O與S同主族，可知Na2cs3溶液顯堿性，故B正確；

C.由反應方程式可知，固體與液體反應制備了硫化氫氣體，故該制備反應是燧增過程，

故C錯誤；

D.S的原子半徑比。大，故C=S鍵長比C=O鍵長長，鍵能小，故CS?的熱穩(wěn)定性比CO?

的低，故D錯誤；

故選Bo

3.【答案】小于2.02

COOH-+H-+H20--COOH-+2H-+0H?(或H20?—H+OH-)

【解析】根據水煤氣變換［C0(g)+H20(g)-CO2(g)+H2(g)］并結合水煤氣變換的反應歷程相

對能量可知,C0(g)+H20(g)的能量高于CO2(g)+H2(g)的能量，故水煤氣變換的AH小于0;活化

能即反應物狀態(tài)達到活化狀態(tài)所需能量，根據變換歷程的相對能量可知,最大差值為：

(2

A