2021年新课标新高考化学复习练习讲义：专题五化学反应中的能量变化

1、第二部分化学基本理论专题五化学反应中的能量变化【考情探究】课标解读内容反应热的有关概念热化学方程式盖斯定律及其应用解读.了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用.了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应始变的计算考情分析“反应热”已成为近几年的必考内容，一般不单独命题，而是作为非选择题的某个设问，常与化学反应速率、化学平衡及工艺流程相结合；从考查内容上看，均与盖斯定律有关，试题整体难度虽然较大，但涉及本专题的内容都比较容易。随着能源问题的日益突出

2、，对本专题内容的考查仍将维持较高的热度备考策略考查点主要是运用盖斯定律进行的计算和热化学方程式的书写，而且考查频率较高。利用键能进行AH的计算及化学反应中能量变化的有关概念考查频率较低【真题探秘】辔总W想奉沙儿M才点有伯母反龙山比遗柱的*HK叁产电电电视反直尤 的土耳、由濯平出伴舸的义尼、中工峪讣黑，年#过用化4尺应用在的利关如 ,在守村和父丑化学斗K的葩由1如皿养单科，11. 4#)里气与M/或水的反应是卤或卜欣时E2州的货要逾15 F列状震说出妁Jt(. A 期 d 支生”机一史温近lX一3H 餐自改*h ,也七大.j.W工应的5HH通 UB科1tl微的曲归反酣比4r J(m多不中疝下，&

3、能，压下+箕如J*rti*速电过程中MAilhi ”:，转幽Uf6 D2 * 10也$叫,U辰应弭fgXir的型回血IF式错莫：A廿施巾 后共忧哪 堂之相=反应巾斯* IH黄精城的憾惦之和/J1j 1上虫感屹L/力加的当施、鼠左加速赳/山史应加厘总g卡 , 以1二 41rt 已胴| 等魅H举时立会期内营的号至F表:工斗自必在也一混的主，也有T也以选扑植的皓龙”工断之玷妁苴里艮3月约大小比气比忖号水忖睥性注 圭队也比马疑仁，i .* t 电的扇才*h-代中的*4(曲北址H 定H和定立的病好和哀根，* H艮A司t阳风 工凶岬原,4. G高通下IL目 ；只，斑、哈昊之、在化词泌&下制用JLHn息片粮

4、行当总主宴是牝华修与路随也相互 珞组，讨厌拈部f化号及应妁艮左物才 以用为更上，云.了晒工北下/口鼻也d|4-里心力法是电力也十灿北 儿上纤成的嫌W.认识it学感和支热性.%臂&悬书写此化学方程式对.车务4 城排他射能忌上的才 与芷与为不【基础集训】考点一反应热的有关概念1.炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧，活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示，活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列说法错误的是（）-TH一欧子 j-阴FA.氧分子的活化包括O O键的断裂与C O键的生成B.每活化一个氧分子放出0.29 eV的能量C.水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42 eVD.炭

5、黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂答案 C.下列说法正确的是（）A.锂电池使用时，能量只存在由化学能到电能的转化B.已知P4（白磷 4P（红磷,s） H=-18.4 kJ - mol-1,故白磷比红磷稳定CH在 CL 中燃烧：Hz（g）+Cl 2（g）2HCl（g）H=184.6 kJ mol-1,则 H2 的燃烧热 H=-184.6 kJ - molD.测定中和反应的反应热时，其他不变，用醋酸代替盐酸测得的反应热AH偏大答案 D.研究表明CO与N2O在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，两步反应分别为 wO+FeN2+FeO （慢）、FeO+CO CQ+Fe+ （快）

6、。下列说法正确的是（）+4土厅+%: +4土厅+%: FM +(XIFr反应由群A.反应是氧化还原反应，反应是非氧化还原反应B.两步反应均为放热反应，总反应的化学反应速率由反应决定C.Fe+使反应的活化能减小，FeO+是中间产物D.若转移1 mol电子，则消耗11.2 L N 2O答案 C.中国学者在水煤气变换CO(g)+H2O(g)1CQg)+H 2(g)AH中突破了低温下高转化率与高反应速率不 TOC o 1-5 h z 能兼得的难题，该过程是基于双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化实现的。反应过程示意图如下：下列说法正确的是()A.过程I、过程W均为放热过程B.过程W生成了具有极性共价键的

7、代、CQC.使用催化剂降低了水煤气变换反应的 HD.图示过程中的 HQ均参与了反应过程答案 D5.2SQ2(g)+Q2(g)2SQ3(g)反应过程中的能量变化如图所示(图中Ei表示无催化剂时正反应的活化能，E2表示无催化剂时逆反应的活化能)。下列有关叙述不正确的是()反应过粗A.该反应的逆反应为吸热反应，升高温度可提高活化分子的百分数B.500 C、101 kPa下，将1 mol SQ 2(g)和0.5 mol Q 2(g)置于密闭容器中充分反应生成SQ(g)放热a kJ,其热化学方程式为 2SQ(g)+Qz(g)，- 2SQ3(g)H=-2a kJ mol-1C.该反应中，反应物的总键能小于

8、生成物的总键能D.AH=E1-E2,使用催化剂改变活化能，但不改变反应热答案 B考点二热化学方程式盖斯定律及其应用6.N2Q和。端环境污染性气体，可在Pt2表面转化为无害气体，其反应原理为N2Q(g)+CQ(g)-T CQ2(g)+N 2(g)AH,有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程如图所示。下列说法不正确的是 二由 二由4 kj/nupl.1* I aA H=A H + H2AH=-226 kJ/molC.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能D.为了实现转化需不断向反应器中补充PtzO+和Pt2O2答案 D7.一定条件下，在水溶液中1 mol ClO?4x=0,1,2,3,4)的能量

9、(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法错误的onROM4020 .1人onROM4020 .1 、/、3+5题，gg 工/ 日妻1+1+3+5+7A.上述离子中结合 H能力最强的是EB.上述离子中最稳定的是 AC.C-H B+D 反应的热化学方程式为 2ClO2(aq)Cl O3(aq)+ClO -(aq)H=-76 kJ - mol-1D.BA+D的反应物的键能之和小于生成物的键能之和答案 A8.HBr被Q氧化依次由如下I、口、W三步反应组成,1 mol HBr被氧化为Br放出12.67 kJ热量，其能量与反应过程曲线如图所示。(I )HBr(g)+O 2(g)HOOBr(g)(口)HOOB

10、r(g)+HBr(g) 2HOBr(g)(HI)HOBr(g)+HBr(g) H?O(g)+Br 2(g)下列说法中正确的是()A.三步反应均为放热反应B.步骤(I )的反应速率最慢C.HOOBr比HBr和Q稳定D.热化学方程式为 4HBr(g)+O 2(g)2H zO(g)+2Br 2(g)AH=-12.67 kJ - mol答案 B9.我国利用合成气直接制烯烧获重大突破9.我国利用合成气直接制烯烧获重大突破,其原理是：一、_1, _反应:C(s)+ 202(g) CO(g) AHi反应：C(s)+H 20(g)CO(g)+H 2(g) H 2反应:CO(g)+2H2(g) - CH30H(

11、g) H3=-90.1 kJ - mol反应:2CH0H(g) CHOCHg)+H 2(g)AH4,能量变化如下图所示1反应：3CH30H(g)CHsCH CHL(g)+3H 20(g)储=-31.0 kJ mol下列说法正确的是()A.反应使用催化剂，小减小B.反应中正反应的活化能大于逆反应的活化能C.AH 1- Hz04S0,故反应不能自发进行3.(2019山东淄博、滨州一模，28节选)国家实施“青山绿水工程”，大力研究脱硝和脱硫技术。(1)H2在催化剂作用下可将 NO还原为Nbo如图是该反应生成1 mol水蒸气的能量变化示意图。写出该反应 的热化学方程式：。(2)2NO(g)+O 2(g

12、). 2NQ(g)的反应历程如下：反应 I :2NO(g),i NzQ(g)(快)4HivOv=k1 正 c2(NO)、vi逆=ki逆 c(NzO);反应 n:N2O2(g)+O 2(g)2NOz(g)(慢)H2或=)。已知反应速率常数 K随温度升高而增大，则升高温度后k2正增大的倍数 k2逆增大的倍数(填“大 于” “小于”或“等于”)。答案 (1)2H 2(g)+2NO(g)N?(g)+2H ?O(g) H=2(Ei-E?) kJ - mol-1 或 H2(g)+NO(g)1/2N 2(g)+H 2O(g) H=(Ei-Ez) kJ mol-1g?正 ？正？. ？P2P1相同温度下，由于反

13、应为气体分子数减小的反应，加压有利于提升CO的转化率；而反应为气体 分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响。故增大压强时，有利于CO的转化率升高（每空2分，共4分） 考点二热化学方程式盖斯定律及其应用2.(2018课标口 ,27,14分)CH4-CQ催化重整不仅可以得到合成气(CO和H),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：(1)CH4-CC2 催化重整反应为：CT(g)+CO2(g)2CO(g)+2屋(g)。已知:C(s)+2H 2(g) CH(g) AH=-75 kJ - mol-1C(s)+Oz(g)CO2(g)AH=-394 kJ - mol-1C(s)+ 1O2(g)

14、CO(g) AH=-111 kJ - mol-1该催化重整反应的 H=kJ - mol该催化重整反应的 H=kJ - mol-。有利于提高CH平衡转化率的条件是(填标号)。A.高温低压B.低温高压C. 高温高压D.低温低压某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH,、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO的转化率是50%,其平衡常数为化率是50%,其平衡常数为2 mol L-2。(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表积碳反应(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表积

15、碳反应消碳反应CH(g)CH(g)C(s)+2H 2(g)CO(g)+C(s)2CO(g)AH/(kJ -mol-1)75172活化能/催化剂3391(kJ - mol-1)AH/(kJ -mol-1)75172活化能/催化剂3391(kJ - mol-1)催化剂4372由上表判断，催化剂XY(填“优于”或“劣于”，理由是在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如下图所示。(填标号)。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)(填标号)。A.K积、K消均增加B.v积减小、v消增加C.K积减小、K消增加 p(CT) p(CO2)

16、05 p(CT) p(CO2) 05 (k 为速率常数)。在,则 pa(CQ)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k p(CH4)一定时，不同p(CQ)下积碳量随时间的变化趋势如下图所示顺序为 TOC o 1-5 h z ,、1答案247A T3(2)劣于 相对于催化剂X,催化剂丫积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大ADpc(CO2)、pb(CQ)、pa(CQ)3.(2017课标I ,28,14分)近期发现，H2s是继NO CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血

17、管减轻高血压的功能。回答下列问题：(1)下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是(填标号)。A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以B.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸C.0.10 mol L-1的氢硫酸和亚硫酸的 pH分别为4.5和2.1D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。 %;51H出A#产3271d -217d !,；如 MJ 11血*1#)kJ * m4T ；：事5丽耘工茅二:蔺/而而渴利讪 嬴：；：二;；一牝用一疆事化域祟瞰通过计算，可知系统(I)和系统(口)制氢的热化学方程式分别为 、，制得等量

18、H2所需能量较少的是。(3)H 2s 与 CO在高温下发生反应：H 2s(g)+CQ(g)COS(g)+O(g)。在 610 K 时，将 0.10 mol CO与 0.40 molHS充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02 oH 2s的平衡转化率 a产%，反应平衡常数 K=。在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03,H 2s的转化率“2 a 1,该反应的AH0。(填“” “ b4.(2015北京理综，26,12分)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解 水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示(1)反应I的化学方程

19、式是(2)反应I得到的产物用I2进行分离。该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层 一一含低浓度I2的H2SO 层和含高浓度I 2的HI层。根据上述事实，下列说法正确的是(选填序号)。a.两层溶液的密度存在差异b.加I2前,H2SO溶液和HI溶液不互溶c.I 2在HI溶液中比在H2SO溶液中易溶辨别两层溶液的方法是。经检测，H2SO层中c(H+) ： c(S O4-)=2.06 ： 1。其比值大于2的原因是(3)反应 口 :2H 2SOQ)2SOz(g)+O 2(g)+2H 2O(g) H=+550 kJ - mol-1。它由两步反应组成:i .HSO(l) SO3(g)+H 2O(g)AH=

20、+177 kJ . mol-1; ii .S03(g)分解。L(Li、L2)、X可分别代表压强或温度。如图表示L 一定时，ii中SO(g)的平衡转化率随X的变化关系。X代表的物理量是 。判断Li、L2的大小关系，并简述理由：。答案(12 分)(1)SO 2+I 2+2H2OH2SO+2HIa、c观察颜色，颜色深的是HI层，颜色浅的是H2SQ层HzSO层中含有少量 HI压强L 1”或“” =”或“ ”)。当反应(I )处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气， 达平衡后反应(I )可能处于图中的 点(填“b” “c”或d”)，该贮氢合金可通过 或 的方式释放氢气。(3)贮氢合金Th

21、Ni5可催化由COH合成CH的反应。温度为T时，该反应的热化学方程式为 。 已知温度为T时：CH(g)+2H 2O(g)CQ(g)+4Hz(g)AH=+165 kJ mol-1CO(g)+HbO(g)CQ(g)+H2(g)AH=-41 kJ mol-1答案 (1) ? 30 c加热减压(3)CO(g)+3H 2(3)CO(g)+3H 2(g)CHg)+H 2O(g) H=-206 kJ - mol【三年模拟】时间:50分钟分值：100分一、选择题(每题6分，共36分,每小题只有一个选项正确)1.(2019辽宁六校协作体期初联考，9)下图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正

22、确的是()反应避程A.由图可知此温度下 MgBr2(s)与Cl 2(g)反应的热化学方程式为MgBr2(s)+Cl 2(g) MgC2(s)+Br 2(g)_-1 H=+117 kJ - molB.热稳定性：MgI 2MgBr2MgC2MgFC.工业上可电解MgCb溶液冶炼金属镁，该过程需吸收热量D.金属镁和卤素单质(X2)的反应能自发进行是因为均小于零 答案 D2.(2019黑龙江顶级名校一调，12)如图所示，下列说法中不正确的是()反应物的反应物A二*R：生成物的总腌M安国反直物的立 ！也愿氏亡届忘反应物的反应物A二*R：生成物的总腌M安国反直物的立 ！也愿氏亡届忘放热及电(L)民应效也(

23、2)A.反应过程(1)的热化学方程式为A(g)+Bz(g)C(g) Hi=-Qi kJ - mol Hz=+Q kJ - molB.反应过程(2)的热化学方程式为 C(g) A(g)+B 2 Hz=+Q kJ - molC.Qi与C的关系:QiQD. AH 2AH答案 C3.(2019江西吉安联考，5)物质A在一定条件下可发生一系列转化，由图判断下列关系错误的是()A.AF, AH=- AH6B. AH i+-A H ?+ H 会 H，+ H 5+ H 6=0C.CF, AH=AH + H ?+ HeD.若 Af C 为放热过程，贝U AH3+AH 4+AH 5+AHe 0答案 C4.(201

24、8河北邢台期末，12)H 2s的分解反应是一个可逆反应，其能量与反应过程的关系如图所示，下列有关说法中正确的是()A.正反应的活化能大于逆反应的活化能B.若减小体系的压强，则该反应的焰变将增大C.升高温度，化学反应速率加快，H2s的平衡转化率减小D.向密闭容器中充入1 mol H 2s充分反应，吸收84.9 kJ的热量答案 A5.(2018黑龙江哈师大附中期中,15)已知:NH HO(aq)与HSQ(aq)反应生成1 mol正盐的H=-24.2kJ - mol-1;强酸、强碱稀溶液发生中和反应的反应热H=-57.3 kJ - mol-1,则NH - HQ在水溶液中电离的 AH等于()A.+45

25、.2 kJ mol-1B.-45.2 kJmol-1C.+69.4 kJ mol-1D.-69.4 kJ mol-1答案 A6.(2018河北衡水中学大联考,13)已知NQ和Q转化为NQ的反应机理如下：2NQ(g)i N2O(g)(快)Hy。平衡常数 K;N2Q(g)+Q2(g)，1 2NQ4g)(慢) AH2”或 “”）；N点时乙快的反应速率v（正）v（逆）（填一“2-+360.4(2)2CHCl 3+6Ag- -；.；？：(3口 2.4X10-311.（2018湖北八市联考，28）（14分）减少氮的氧化物和碳的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。合理应用和处理碳、氮及其化合物，在

26、生产、生活中有重要意义。（1）对温室气体二氧化碳的研究一直是科技界关注的重点。在催化剂存在下用H2还原CO是解决温室效应的重要手段之一，相关反应如下：已知 H2和 CH的燃烧热 AH 分别为-285.5 kJ/mol 和-890.0 kJ/mol;H zO(l) H2O(g) H=+44.0 kJ/mol。试写出H2还原CO生成CH和HO（g）的热化学方程式：（2）CO2在Cu-ZnO催化下，可同时发生反应I、口，两反应可作为解决温室效应及能源短缺的重要手段。I 8(g)+3H 2(g)CHsOH(g)+H2O(g)出=-57.8 kJ/mol口 .CO2(g)+H 2(g)CO(g)+H 2

27、O(g) H 2=+41.2 kJ/mol某温度时，若反应I的速率V1大于反应口的速率V2,则下列反应过程的能量变化正确的是（填字母）。c(B)。已知：气体各组分的分压等于总压乘以该组分的体积分数。在Cu-ZnO存在的条件下，保持温度为T,在容积不变的密闭容器中，充入一定量的CO及%起始及达平衡时容器内各气体物质的量如下表：CO(g)H2(g)CHOH(g)CO(g)H2O(g)起始/mol5.07.0000平衡/moln1n2起始总压为p0 kPa,达平衡时总压为 p kPa。若反应I、口均达平衡时,po=1.2p,则表中。=;若此时n?=3, 则反应I的平衡常数Kp=(无需带单位，用含总压

28、p的式子表示)。(3)汽车尾气是雾霾形成的原因之一。研究氮氧化物的处理方法可有效减少雾霾的形成，可采用氧化还原法脱硝:4NO(g)+4NH3(g)+O 2(g)，*，4Nz(g)+6H 2O(g) H0o在T C时，反应进行到不同时刻测得各物质的物质的量浓度如下：时间/min浓度/(mol/L)01020304050NO1.00.580.400.400.480.48N200.210.300.300.360.36CO00.210.300.300.360.3630 min后，只改变某一条件，根据上表的数据判断改变的条件可能是 。A.通入一定量的COB.加入合适的催化剂C.适当缩小容器的体积D.通入一定量的NOE.加入一定量的活性炭F.适当升高温度答案 (1)CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H 2O(g)