化学反应与能量-2023年高考化学母题题源解密（全国通用）1（原卷版）

专题08化学反应与能量

【母题来源】2022年浙江卷

【母题题文】相关有机物分别与氢气发生加成反应生成Imol环己烷([J)的能量变化如图所示：

下列推理不无理的是

A.2AHI-AH2,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比

B.AH2<AH3,说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定

C.3AH!<AH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键

D.AH3-AH!<0,AH4-AH3>0,说明苯分子具有特殊稳定性

【试题解析】

A.2AHI^AH2,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比，但是不能是存在相互作用的

两个碳碳双键，A错误；

B.AH2<AH3,即单双键交替的物质能量低，更稳定，说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，

有利于物质稳定，B正确；

[j+3H2(g)-(1)AH4,

C.由图示可知，反应I为：(1)+H2(g)-(1)AHi反应IV为：

故反应I是Imol碳碳双键加成，如果苯环上有三个完全独立的碳碳三键,则3AHi=AH4,现3AH1VAH4,

说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键，C正确；

D.由图示可知，反应I为：⑴+142值)—(^|(必!1]反应IH为：《

](l)+2H2(g)t(1)AH3反

应IV为：+3H2®T(1)AH4,AH3-AH!<0即(1)+H2(g)AH4-AH3

>0即Cj+H2(g)i⑴AH>0,则说明Cjj具有的总能量小于0,能量越低越稳定，则说

明苯分子具有特殊稳定性，D正确；

故答案为：A。

【母题来源】2022年全国乙卷

【母题题文】油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回

答下列问题：

(1)已知下列反应的热化学方程式：

①2H2s(g)+3O；!(g)=2SO2但)+2凡0®4凡=-1()36kJ-mol'1

(g)4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)AH2=94kJmoF'

③2H2(g)+C)2(g)=2H2O(g)AH,=-484kJ-mol'1

计算H2S热分解反应④2H°S(g)=S2(g)+2H2(g)的AH4=kJ•mol」。

(2)较普遍采用的H2s处理方法是克劳斯工艺。即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是：利用反应④

高温热分解H°S。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是,缺点是.

【试题解析】

(1)已知：

①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)△H/=-1036kJ/mol

@4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)AW2=94kJ/mol

③2H2(g)+Ch(g)=2H2O(g)Aft=-484kJ/mol

根据盖斯定律(①+②)xg—③即得到2H2s(g)=S2(g)+2H2(g)的△%=(-1036+94)kJ/molxg+484kJ/mol=

170kJ/mol；

⑵根据盖斯定律(①+②)xg可得2H2s(g)+Ch(g)=S2(g)+2H2O(g)△〃=(-1036+94)kJ/molxg=-314kJ/mol,

因此，克劳斯工艺的总反应是放热反应；根据硫化氢分解的化学方程式可知，高温热分解方法在生成单质

硫的同时还有氢气生成。因此，高温热分解方法的优点是：可以获得氢气作燃料；但由于高温分解H2s会

消耗大量能量，所以其缺点是耗能高。

【命题意图】

以盖斯定律的应用立题，考查热化学方程式反应热的计算、能量变化与AH、活化能的图像问题.要求考生

理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应婚变的计算。

【命题方向】

化学反应中的能量变化属于逐渐强化的高考热点，涉及到熔变与化学键的关系，热化学方程式的书写和正

误判断，反应热大小的比较和计算，燃烧热和中和热的理解与测定等。预计在2023年的高考中，反应热的

考查内容将不断拓宽，对热化学方程式的书写及盖斯定律的应用要求会有所提高，另外试题可能更加关注

能源问题、科技成果，运用化学基本理论或有机物的知识解决实际问题。

【得分要点】

一.热化学方程式的书写与判断。

(1)△”只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。若为放热反应，为若为吸热反应，

\H为“+”。的单位一般为kJ/mol。

(2)反应热△〃与测定条件(温度、压强等)有关。因此，书写热化学方程式时应注明△〃的测定条件。绝大多

数是在25℃,1.01x105Pa下测定的，可不注明温度和压强。

(3)热化学方程式中各物质的系数仅表示该物质的物质的量，并不表示该物质的分子数或原子数。因此物质

的系数可以是整数，也可以是分数。

(4)反应物和产物的聚集状态不同，反应热数值以及符号都可能不同。因此，必须注明物质的聚集状态(s、】、

g、aq)才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中不用“厂和”广，不用“一>"而用表示。

(5)热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于△，与反应物的物质的量有关，所以热化学方程式中各物

质的系数必须与A"相对应，如果系数加倍，则A”也要加倍。当反应向逆反应方向进行时，其反应热与正

反应的反应热数值相等，符号相反。

二.反应热的有关计算。

(1)根据热化学方程式计算：反应热与反应物各物质的物质的量成正比。

(2)根据反应物和生成物的总能量计算：AH=E(生成物)-E(反应物)。

(3)依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算：411=反应物的化学键断裂吸收的能

量-生成物的化学键形成释放的能量。

(4)根据盖斯定律的计算：应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时注意：

①参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般2〜3个)进行合理“变形”，如热化

学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式

的AH与原热化学方程式之间AW的换算关系。

②当热化学方程式乘、除以某一个数时，△，也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，AW

也同样要进行加减运算，且要带符号，即把AH看作一个整体进行运算。

③将一个热化学方程式颠倒书写时，△”的符号也随之改变，但数值不变。

④在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固一液一气变化时，会吸热;

反之会放热。

⑤根据物质燃烧放热的数值计算：Q(放)=〃(可燃物)x|AN。

三.反应热(AH)的大小比较。

对于放热反应来说，AH-OkJ/mol,虽然仅表示放热的意思，但在比较大小时要将其看成真正意义上的

“负号”，即放热越多,△”反而越小。如:

(1)同一反应，生成物状态不同时，例如A(g)+B(g)^C(g)AHi<0,A(g)+B(g)^

C(l)A“2<0，因为C(g)=^C(l)A//3<0,则AH3=A，2-AM，所以AHZVAM。

(2)同一反应，反应物状态不同时，例如S(g)+O2(g)^SO2(g)AWi<0S(s)+O2(g)^SO2(g)AW<0,

j、例~、的L,、

S(g)"S(s)-S()2(g),AH2+A43=A”I，则A”3=A，|-AH2，又△，3<0，所以△"I<A42。

(3)两个有联系的不同反应相比，例如C(s)+C)2(g)^82(g)A”1<O,C(s)+1o2(g)^CO(g)A//2<0,

根据常识可知C0(g)+102(g)^CO2(g)又因为△“2+A〃3=AM，所以A”2>A，I。

比较反应热大小的四个注意要点：

(1)反应物和生成物的状态；物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系：

(2)AH的符号：比较反应热的大小时，不要只比较AH数值的大小，还要考虑其符号。

(3)参加反应物质的量，当反应物和生成物的状态相同时，参加反应物质的量越多放热反应的AH越小，吸

热反应的AH越大。

(4)反应的程度：参加反应物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。

1.(2022•北京/O1中学三模)下图是计算机模拟的在催化剂表面上水煤气变化的反应历程。吸附在催化剂

表面的物种用“*”标注。

下列说法正确的是

A.①表示CO和H2O从催化剂表面脱离的过程

B.②和④中化学键变化相同，因此吸收的能量相同

C.由图可知CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)为吸热反应

D.相同条件下，反应速率④>②

2.(2022•河南河南•二模)某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放，其反应热△Hn-GZO.gkJ-molL一定条

件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法正确的是

A.AE=306.6kJ/mol

B.三个基元反应中只有③是放热反应

C.该化学反应的速率主要由反应②决定

D.该过程的总反应为2co+2NO=N2+2CO2

3.(2022・安徽师范大学附属中学模拟预测)如图分别代表溪甲烷和三级漠丁烷发生水解的反应历程。下列

说法不正确的是

I.CEBr+NaOH-CHsOH+NaBr

H.(CH3)3CBr+NaOH—(CH3)3COH+NaBr

A.反应I的AHVO

B.反应I有一个过渡态，反应H有两个过渡态

C.反应I中C—Br键未断裂，反应II有C—Br键的断裂和C—O键的形成

D.增加NaOH的浓度，反应I速率增大，反应H速率不变

4.（2021.安徽合肥.一模）我国科学家用N,N-二甲基甲酰胺［（C&bNCHO,简称DMF］成功合成了三甲

胺［N（CH3）3〕，研究单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示。下列说法正确的是

A.铜催化剂可降低活化能，从而降低反应的焰变

B.反应历程中最大能垒（活化能）为2.16eV

C.反应历程中既没有碳氮键的断裂也没有碳氮键的形成

D.制备三甲胺的热化学方程式为仁乩）2NCHO（g）+2H式g）=N（CH3）3（g）+H2O（g）AH-l.02eV.moF'

5.（2022・河北保定•一模）苯亲电取代反应中卤代反应的反应进程与能量变化曲线如图所示，下列说法正确

的是

A.反应分三步进行，且各步均为吸热反应

B.决速步的能垒是AE?

C.总反应的AH=AE,+AE2+AE,

D.升温既能加快反应速率，又能提高该卤代反应的平衡转化率

6.（2022.陕西宝鸡•三模）我国科学家研究了不同含金化合物催化乙烯加氢［C2H4（g）+H2（g）=C2H6（g）

△H=akJ-mol叫的反应历程如下图所示，下列说法正确的是

A.ImolC2H4（g）与lmolH2（g）具有的能量之和小于ImolC2H6（g）的能量

B.过渡态物质的稳定性：过渡态1＞过渡态2

C.该反应的熔变：AH=—129.6kJmol-'

D.相应的活化能：催化齐IJAuF＜催化齐AuPF；

7.（2022•福建福州•二模）苯与Br,的催化反应历程如图所示。关于该反应历程，下列说法正确的是

A.苯与Br,的催化反应为放热反应

B.该反应历程，苯与Br°的催化反应可生成溪苯、邻二澳苯

C.苯与Br?的催化反应决速步伴随着极性键的断裂与形成

D.从反应速率角度，苯与Br2,的催化反应主反应为取代反应，原因是该反应活化能更低

8.（2022.广东惠州.一模）N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2。+表面转化为无害气体，有关化学反应

的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法不正确的是

A.总反应为N2O（g）+CO（g）=CO2（g）+N2（g）AH=AH।+AH2

B.为了实现转化，需不断向反应器中补充Pt2O+和Pt2O；

C.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能

D.总反应的AH=-226kJ-mol"

9.(2022•湖北•华中师大一附中模拟预测)乙焕(HC=CH)能在Hg(H)催化下与水反应生成CH3CHO,反应历

程如图所示。下列说法正确的是

A.由反应历程可知：H2O+HC=CH—CH3CHOA/7>0

B.催化剂Hg2+改变了合成乙醛的反应历程和反应热

C.在反应过程③中有非极性键的断裂和形成

D.本反应历程中，决定整个反应快慢的步骤为过程④

10.(2022•北京・北大附中三模)实现二氧化碳选择性、稳定性加氢合成甲醇是“甲醇经济''理念下的一个重要

成果。由CO2和七合成CH30H的反应过程如下：

I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△Hi=+40.9kJ-mol"

1

ILCO(g)+2H2(g)^^CH30H(g)△H2=-90.4