专题08化学反应与能量变化（讲义）（原卷版）

专题08化学反应与能量变化01专题网络·思维脑图02考情分析·解密高考03高频考点·以考定法考点二考点二盖斯定律反应热的计算【高考解密】命题点01依据盖斯定律计算反应热命题点02利用键能进行计算命题点03反应焓变大小的比较命题点04反应热与化学平衡的移动【技巧解密】【考向预测】考点一反应热及其表示方法【高考解密】命题点01反应热图像分析命题点02燃烧热与中和热的理解命题点03热化学方程式的书写与正误判断【技巧解密】【考向预测】04核心素养·微专题微专题化学反应历程图像分析考点考查内容考情预测反应热及其表示方法1、反应热图像分析2、燃烧热与中和热的理解3、热化学方程式的书写与正误判断化学反应与能量是化学反应原理的重要组成部分，也是高考的必考内容。一般重点考查通过能量变化图、反应机理图、盖斯定律、键能等创设情境，提供新信息，通过比较分析、计算等方法来求解“ΔH”值，从而书写(或判断)热化学方程式。题型多以选择题或填空题的形式呈现，以中等难度为主。由于能源问题已成为社会热点，从能源问题切入，从不同的角度设问，结合新能源的开发，把反应热与能源结合起来进行考查，将是今后命题的方向。该部分内容的难点在于准确的运用盖斯定律计算出反应热并正确书写出热化学方程式。盖斯定律反应热的计算1、依据盖斯定律计算反应热2、利用键能进行计算3、反应焓变大小的比较4、反应热与化学平衡的移动考点一反应热及其表示方法命题点01反应热图像分析典例01（2023·浙江卷）标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知和的相对能量为0]，下列说法不正确的是A．B．可计算键能为C．相同条件下，的平衡转化率：历程Ⅱ>历程ⅠD．历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为：典例02（2021·浙江卷）在298.15K、100kPa条件下，N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=92.4kJ·mol1，N2(g)、H2(g)和NH3(g)的比热容分别为29.1、28.9和35.6J·K1·mol1。一定压强下，1mol反应中，反应物[N2(g)+3H2(g)]、生成物[2NH3(g)]的能量随温度T的变化示意图合理的是A． B．C． D．命题点02燃烧热与中和热的理解典例01（2012·安徽卷）氢氟酸是一种弱酸，可用来刻蚀玻璃。已知25℃时HF(aq)+OH—(aq)＝F—(aq)+H2O(l)△H＝—67.7kJ·mol—1②H+(aq)+OH—(aq)＝H2O(l)

△H＝—57.3kJ·mol—1在20mL0.1mol·L—1氢氟酸中加入VmL0.1mol·L—1NaOH溶液，下列有关说法正确的是A．氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为HF(aq)＝H+(aq)+F−(aq)

△H＝+10.4kJ·mol—1B．当V＝20时，溶液中：c(OH—)＝c(HF)+c(H+)C．当V＝20时，溶液中：c(F—)＜c(Na+)＝0.1mol·L—1D．当V＞0时，溶液中一定存在：c(Na+)＞c(F—)＞c(OH—)＞c(H+)典例02（2012·天津卷）运用有关概念判断下列叙述正确的是A．1molH2燃烧放出的热量为H2的燃烧热B．Na2SO3和H2O2的反应为氧化还原反应C．和互为同系物D．BaSO4的水溶液不导电，故BaSO4是弱电解质命题点03热化学方程式的书写与正误判断典例01（2023·海南卷）各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是物质A．B．C．D．典例02（2023·海南卷）各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是物质A．B．C．D．典例03（2016·浙江卷）根据能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是A．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=(ba)kJ·mol1B．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=(ab)kJ·mol1C．2NH3(l)=N2(g)+3H2(g)ΔH=2(a+bc)kJ·mol1D．2NH3(l)=N2(g)+3H2(g)ΔH=2(b+ca)kJ·mol11．反应热和焓变(1)反应热是化学反应中放出或吸收的热量。(2)焓变是化学反应在恒温、恒压条件下放出或吸收的热量。(3)化学反应的反应热用一定条件下的焓变表示，符号为ΔH，单位为kJ·mol－1。2．吸热反应与放热反应类型比较吸热反应放热反应定义吸收热量的化学反应放出热量的化学反应表示方法ΔH>0ΔH<0形成原因∑E(反应物)<∑E(生成物)∑E(反应物)>∑E(生成物)形成实质图示E1——活化能(反应物分子变成活化分子所需的能量)E2——活化能(生成物分子变成活化分子所需的能量)①ΔH＝E1－E2②使用催化剂，E1减小，E2减小，ΔH不变①ΔH＝E1－E2②使用催化剂，E1减小，E2减小，ΔH不变反应类型或实例①所有的水解反应②大多数的分解反应③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应④C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))CO＋H2⑤C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO①所有的中和反应②所有的燃烧反应③大多数的化合反应④活泼金属与水、较活泼金属与酸的反应⑤铝热反应3.解答能量变化图像题的“4关键”(1)反应热不能取决于部分反应物能量和部分生成物能量的相对大小,即部分反应物能量和部分生成物能量的相对大小不能决定反应是吸热还是放热。(2)反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热并无直接关系。许多放热反应也需要加热引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。(3)催化剂只能影响正、逆反应的活化能,而不影响反应的ΔH。(4)涉及反应热的有关计算时,要切实注意图示中反应物和生成物的物质的量。(5)注意活化能在图示(如右图)中的意义。①从反应物至最高点的能量变化(E1)表示正反应的活化能。②从最高点至生成物的能量变化(E2)表示逆反应的活化能。4.书写热化学方程式时的注意事项(1)注明反应条件:反应热与测定条件(温度、压强等)有关,特定条件下要注明反应时的温度和压强。绝大多数反应是在25℃、101kPa下进行测定的,可不注明。(2)注明物质状态:常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体、溶液。(3)注意符号单位:ΔH应包括“+”或“”、数字和单位(kJ·mol1)。(4)注意守恒关系:①原子守恒和得失电子守恒;②能量守恒(ΔH与化学计量数相对应)。(5)区别于普通方程式:不需要标注“↑”“↓”“点燃”“加热”等。(6)注意热化学方程式的化学计量数。(7)对于具有同素异形体的物质,除了要注明聚集状态之外,还要注明物质的名称。(8)热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,可以是整数,也可以是分数。且化学计量数必须与ΔH相对应,如果化学计量数加倍,则ΔH也要加倍。5.燃烧热和中和热应用中的注意事项(1)燃烧热是指101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,并不是1mol可燃物燃烧时放出的热量就是燃烧热。必须是1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物，如C燃烧应生成CO2而不是CO，H2燃烧应生成液态水而不是气态水。(2)中和热不是指1mol酸与1mol碱中和时的热效应,而是指强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应生成1molH2O(l)的热效应。弱酸与强碱,强酸与弱碱或弱酸与弱碱反应时,因电离吸热,放出的热量减少。若用浓硫酸(或NaOH固体),因溶解放热会使放出的热量增多。6.利用键能计算反应热，要熟记公式：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，其关键是弄清物质中化学键的数目。在中学阶段要掌握常见单质、化合物中所含共价键的数目。原子晶体：1mol金刚石中含2molC—C键，1mol硅中含2molSi—Si键，1molSiO2晶体中含4molSi—O键；分子晶体：1molP4中含有6molP—P键，1molP4O10(即五氧化二磷)中，含有12molP—O键、4molP=O键，1molC2H6中含有6molC—H键和1molC—C键。6.判断热化学方程式正误的“五看”一看状态→看各物质的聚集状态是否正确；二看符号→看ΔH的“＋”“－”是否正确；三看单位→看反应热的单位是否为kJ/mol；四看数值→看反应热数值与化学计量数是否相对应；五看概念→看燃烧热、中和热的热化学方程式。考向01反应热图像分析1．（2023·浙江·校联考三模）XH和反应生成X或XO的能量历程变化如图。在恒温恒容的密闭容器中加入一定量的XH和，t1min时测得，下列有关说法不正确的是A．t1min时容器内的压强比初始状态更大B．

C．只改变反应温度，t1min时可能出现D．相同条件下，在()时测定，可能出现2．（2023·浙江金华·统考模拟预测）反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如下图所示：下列有关四种不同反应进程的说法正确的是A．对于进程Ⅰ、Ⅱ，生成等量的P所吸收的热量相同B．对于进程Ⅱ、Ⅲ，催化效率C．对于进程Ⅰ，升高温度，正、逆反应速率均增大，但正反应速率增加更明显D．对于进程Ⅳ，Z没有催化作用3．（2023·天津南开·统考二模）丙烷的一溴代反应产物有两种：和，部分反应过程的能量变化如图所示(表示活化能)。下列说法不正确的是A．稳定性：B．与的反应涉及极性键和非极性键的断裂C．D．比较和推测生成速率：4．（2023·全国·校联考模拟预测）一定条件下，在水溶液中(x=0，1，2，3，4)的相对能量(kJ)大小如图所示。下列有关说法正确的是A．上述离子中最稳定的是CB．B→A+D反应的热化学方程式为

C．C→B+D的反应物的键能之和大于生成物的键能之和D．上述离子中结合能力最强的是E5．（2023·上海黄浦·一模）2丁烯有顺()、反()两种异构体。T℃，异构体转化的能量关系如图所示，下列说法正确的是A．顺2丁烯转化为反2丁烯的过程属于物理变化B．顺2丁烯稳定性大于反2丁烯C．发生加成反应时，顺−2−丁烯断键吸收的能量低于反−2−丁烯断键吸收的能量D．T℃，1mol顺−2−丁烯完全转化成反−2−丁烯放出热量(cb)kJ考向02燃烧热与中和热的理解1．（2023·四川雅安·统考模拟预测）已知：则下列说法正确的是A．H2(g)的燃烧热△H=571.6kJ·mol1B．C．等质量的H2(g)和CH3OH(I)完全燃烧生成CO2和液态水，H2(g)放出的热量多D．2molH2(g)在足量氧气中完全燃烧生成气态水放出的热量大于571.6kJ2．（2023·辽宁·校联考模拟预测）下列有关及应热和热化学方程式的描述不正确的是A．已知：，则稀氨水和稀溶液完全反应生成时，放出热量少于B．热化学方程式各物质前的化学计量数既可以是整数也可以是分数，既表示分子数也表示物质的量C．，20℃和25℃时，的燃烧热不同D．键能数值为平均值，用键能求出的反应热是估算值3．（2023·广东广州·广州市第二中学校考模拟预测）下列依据热化学方程式得出的结论正确的是A．若2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

ΔH=483.6kJ·mol1，则H2的标准燃烧热为241.8kJ·mol1B．若C(石墨；s)=C(金刚石，s)

ΔH>0，则石墨比金刚石稳定C．已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)

ΔH=57.4kJ·mol1，则20.0gNaOH固体与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量D．已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)

ΔHl；2C(s)+O2(g)=2CO(g)

ΔH2，则ΔHl>ΔH24．（2023上·河南安阳·高三统考期中）已知：①2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ/mol－1②H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1。下列说法中错误的是A．①式表示25℃，101kpa时，2molH2和1molO2完全燃烧生成2molH2O(l)放热571.6kJB．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)中ΔH大于－571.6kJ·mol－1C．将含1molNaOH的水溶液与50g98%的硫酸溶液混合后放出的热量为57.3kJD．将含1molNaOH的稀溶液与含1molCH3COOH的稀溶液混合后放出的热量小于57.3kJ5．（2023上·河北石家庄·高三石家庄精英中学期中）化学反应在有新物质生成的同时，一定伴随有能量的变化。下列说法正确的是A．已知H2的燃烧热为285.8kJ/mol，则表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=285.8kJ/molB．已知H+(aq)+OH—(ag)=H2O(l)△H=—57.3kJ/mol，用含49.0gH2SO4的浓硫酸与足量稀NaOH溶液反应，放出57.3kJ热量C．H2(g)与O2(g)充分反应生成等量的气态水比液态水放出的热量更多D．已知I2(g)+H2(g)2HI(g)△H=11kJ/mol，现将1molI2(g)和1molH2(g)充入密闭容器中充分反应后，放出的热量为11kJ考向03热化学方程式的书写与正误判断1．（2023上·陕西西安·高三校考期中）25℃、101kPa下，2g氢气燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，表示该反应的热化学方程式正确的是A．B．C．D．2．（2023上·安徽滁州·高三安徽省滁州中学校考期中）已知：各相关物质的燃烧热数据，如下表。物质C(s)燃烧热/(kJ·mol1)393.51366.8285.8下列热化学方程式正确的是A．

kJ⋅mol1B．

kJ⋅mol1C．

kJ⋅mol1D．

kJ⋅mol13．（2023上·福建福州·高三福建省福州屏东中学校考期中）完全燃烧生成和液态时，放出热量，则下列热化学方程式正确的是A．

B．

C．

D．

4．（2023上·海南海口·高三海口一中校考期中）是一种火箭燃料。已知在25℃、101kPa下，完全燃烧生成氮气和液态水时放出133.5kJ热量。则下列热化学方程中正确的是A．B．C．D．5．（2023上·四川凉山·高三宁南中学校联考期中）下列有关热化学方程式的描述正确的是A．一定条件下，表示甲烷()燃烧热的热化学方程式为：B．氢氧化钾稀溶液和盐酸稀溶液反应，表示中和热的热化学方程式为：C．完全燃烧生成和时，放出热量：D．若，则和置于密闭容器中充分反应放出热量为考点二盖斯定律反应热的计算命题点01依据盖斯定律计算反应热典例01（2022·重庆卷）“千畦细浪舞晴空”，氮肥保障了现代农业的丰收。为探究(NH4)2SO4的离子键强弱，设计如图所示的循环过程，可得△H4/(kJ•mol1)为A．+533 B．+686 C．+838 D．+1143典例02（2020·北京卷）依据图示关系，下列说法不正确的是A．石墨燃烧是放热反应B．1molC(石墨)和1molCO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多C．C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)ΔH=ΔH1ΔH2D．化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关命题点02利用键能进行计算典例01（2022·浙江卷）标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：物质(g)OHHOHOO能量/249218391000可根据计算出中氧氧单键的键能为。下列说法不正确的是A．的键能为B．的键能大于中氧氧单键的键能的两倍C．解离氧氧单键所需能量：D．典例02（2021·浙江卷）已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：共价键HHHO键能/(kJ·mol1)436463热化学方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

ΔH=482kJ·mol1则2O(g)=O2(g)的ΔH为A．428kJ·mol1 B．428kJ·mol1 C．498kJ·mol1 D．498kJ·mol1命题点03反应焓变大小的比较典例01（2022·浙江卷）相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1mol环己烷()的能量变化如图所示：下列推理不正确的是A．2ΔH1≈ΔH2，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．ΔH2＜ΔH3，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．3ΔH1＜ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键D．ΔH3ΔH1＜0，ΔH4ΔH3＞0，说明苯分子具有特殊稳定性典例02（2021·浙江卷）相同温度和压强下，关于反应的，下列判断正确的是A． B．C． D．命题点04反应热与化学平衡的移动典例01（2023·广东卷）催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程(下图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行 B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大典例02（2023·江苏卷）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为在密闭容器中，、时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是A．反应的焓变B．的平衡选择性随着温度的升高而增加C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃D．450℃时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到X点的值1.盖斯定律(1)内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。即：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。(2)根据盖斯定律计算ΔH的步骤和方法①计算步骤②计算方法（3）盖斯定律应用1)当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“+”“”符号。2)将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。3)同一物质的三态变化(固、液、气)，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。4)利用状态，迅速比较反应热的大小(若反应为放热反应)①当反应物状态相同，生成物状态不同时，生成固体放热最多，生成气体放热最少。②当反应物状态不同，生成物状态相同时，固体反应放热最少，气体反应放热最多。③在比较反应热(ΔH)的大小时，应带符号比较。对于放热反应，放出的热量越多，ΔH反而越小。2.反应热计算的四种方法(1)根据燃烧热数据,求算反应放出的热量。利用公式:Q=燃烧热×n(可燃物的物质的量)如已知H2的燃烧热ΔH=285.8kJ·mol1,若H2的物质的量为2mol,则2molH2燃烧放出的热量为2mol×285.8kJ·mol1=571.6kJ。(2)依据反应物与生成物的总能量计算。ΔH=E生成物E反应物。(3)根据键能数据(E)计算。ΔH=反应物键能总和生成物键能总和(4)根据盖斯定律计算反应热。若一个热化学方程式可由另外几个热化学方程式相加减而得到,则该反应的反应热也可通过这几个化学反应的反应热相加减而得到。3.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)ΔH的符号：比较反应热的大小时，不要只比较ΔH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ΔH越小，吸热反应的ΔH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。4.比较反应热大小的方法(1)直接比较法①物质燃烧时，可燃物物质的量越大，燃烧放出的热量越多。②等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多。③生成等量的水时，强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多。④对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热数值。例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197kJ·mol－1，表示2molSO2(g)和1molO2(g)完全反应生成2molSO3(g)时，放出的热量为197kJ，实际上向密闭容器中通入2molSO2(g)和1molO2(g)，反应达到平衡后，放出的热量要小于197kJ。(2)盖斯定律比较法①同一反应，生成物状态不同时如A(g)＋B(g)===C(g)ΔH1<0A(g)＋B(g)===C(l)ΔH2<0C(g)===C(l)ΔH3<0ΔH1＋ΔH3＝ΔH2，ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0，所以ΔH2<ΔH1。②同一反应，反应物状态不同时如S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1<0S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2<0S(g)===S(s)ΔH3<0ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2。5.反应热计算的常见失误点(1)根据已知的热化学方程式进行计算时,要清楚已知热化学方程式的化学计量数表示的物质的量与已知物质的量之间的比例关系,然后进行计算。(2)根据化学键断裂和形成过程中的能量变化计算反应热时,要注意断键和成键的总数,计算时必须是断键和成键时吸收和放出的总能量。(3)运用盖斯定律进行计算,在调整方程式时,要注意ΔH的值也要随之调整。(4)物理变化也会有热效应：在物理变化过程中，也会有能量变化，虽然不属于吸热反应或放热反应，但在进行相关反应热计算时，必须要考虑发生物理变化时的热效应，如物质的三态变化或物质的溶解过程中的能量变化等。(5)不可忽视化学键的物质的量：根据键能计算反应热时，要注意弄清各种化学键的物质的量，既要考虑热化学方程式中物质的化学计量数，又要考虑物质中各种化学键的个数，再进行计算。反应热(ΔH)等于反应物中的键能总和减去生成物中的键能总和，即ΔH＝ΣE反－ΣE生(E表示键能)。如反应3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)ΔH＝3E(H—H)＋E(N≡N)－6E(N—H)。(6)严格保证热化学方程式与ΔH变化的一致性a.热化学方程式乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。b.热化学方程式相加减时，相同状态的同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减。c.将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”号必须随之改变。考向01依据盖斯定律计算反应热1．（2023·山西·统考一模）和均为重要的化工原料，都满足电子稳定结构。已知：①

②

③断裂相关化学键所吸收的能量如下表所示：化学键能量abc下列说法错误的是A．的结构式为B．的电子式：

C．D．

2．（2023上·山西吕梁·高三山西省孝义中学校校考开学考试）已知丙烯(，气态)的燃烧热，环丙烷(，气态)的燃烧热，下列热化学方程式或叙述正确的是A．(g)+O2(g)=3CO2(g)+3H2O(g)B．(g)+3O2(g)=3CO(g)+3H2O(l)C．丙烯比环丙烷稳定D．(g)(g)3．（2023上·江西新余·高三新余市第一中学校考开学考试）已知下列热化学方程式：①

②

③

则反应的焓变为A．−488.3kJ/mol B．−244.15kJ/mol C．488.3kJ/mol D．244.15kJ/mol4．（2023上·全国·高三统考开学考试）由金属镁和氧气生成氧化镁的相关反应及其热效应(kJ·mol⁻¹)如下图所示。由此可判断ΔH等于

A．725kJ∙mol−1 B．−725kJ∙mol−1 C．1929kJ∙mol−1 D．−1929kJ∙mol−15．（2023·山东菏泽·山东省鄄城县第一中学校考三模）已知、、可作为燃料电池的燃料，其相关热化学方程式如下。①②③④下列说法正确的是A．B．反应③的C．反应①中若生成，则D．反应②中的能表示甲烷的燃烧热考向02利用键能进行计算1．（2023·内蒙古赤峰·统考一模）苯和液溴反应进程中的能量变化如图所示。已知：①断裂化学键所需要的能量(kJ/mol)：C−HC−BrBr−Br(g)H−Br(g)413276194366②③下列叙述正确的是A．该反应为放热反应，ΔH=55kJ/molB．第一步是该反应的决速步骤C．该反应的原子利用率约为88%D．可用NaOH溶液除去溴苯中混有的Br22．（2023·四川资阳·统考一模）我国科学家成功研发了甲烷和二氧化碳的共转化技术，助力“碳中和”目标。该催化反应历程如图所示：已知部分化学键的键能数据如下：共价键键能(kJ/mol)413497462351348下列说法不正确的是A．该催化反应历程中没有非极性键断裂B．催化剂的使用降低了该反应的活化能和焓变C．总反应的原子利用率为100%D．该反应的热化学方程式为：

3．（2022·浙江·校联考一模）在标准状况下，1mol离子晶体完全分离成气态阳离子、阴离子所吸收的能量可以用(U)来表示，LiO2是离子晶体，其(U)的实验值可通过玻恩—哈伯热力学循环图计算得到已知

；下列说法不正确的是A．U(LiO2)=+2980kJ/mol B．O=O键能为498kJ/molC．ΔH2=703kJ/mol D．Li第一电离能I1=1040kJ/mol4．（2023·河南·校联考一模）如图1、图2分别表示和分解时的能量变化情况(单位：kJ)。下列说法错误的是A．CO的燃烧热B．

C．O=O的键能为D．无法求得的反应热5．（2023·辽宁大连·大连八中校考模拟预测）工业上利用和制备，相关化学键的键能如下表所示：键键能745436462.8413.4351已知：①温度为时，

②实验测得：，，、为速率常数。下列说法错误的是A．反应

B．时，密闭容器充入浓度均为1mol/L的、，反应至平衡，则体积分数为C．时，D．若温度为时，，则考向03反应焓变大小的比较1．（2023上·重庆沙坪坝·高三重庆南开中学校考期中）已知2mol金属钾和1mol氯气反应的能量循环如图所示，下列说法正确的是A．在相同条件下，，则B．在相同条件下，，则C．且该过程形成了分子间作用力D．2．（2022上·重庆沙坪坝·高三重庆一中校考阶段练习）几种物质间的转化焓变如图所示，下列说法不正确的是A．B．C．D．在相同条件下，若将O元素改为S元素，则会增大3．（2023上·四川成都·高三校联考开学考试）下列说法正确的是A．已知，，则B．甲烷的燃烧热，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：C．由反应可知，醋酸溶液与溶液恰好反应生成时，放出的热量小于D．反应过程中使用催化剂可降低反应热从而提高反应速率4．（2023上·浙江·高三校联考开学考试）根据HX的水溶液能量循环图：下列说法不正确的是A．由于氢键的存在，B．相同条件下，1molHF(g)的熵=1molHCl(g)的熵C．相同条件下，D．相同条件的HX(aq)中，HI(aq)酸性最强，可推测HI电离的最小5．（2022·浙江绍兴·统考一模）HCl(g)溶于大量水的过程放热，循环关系如图所示：下列说法不正确的是A．，B．若将循环图中元素改成元素，相应的C．D．考向04反应热与化学平衡的移动1．（2023上·江苏苏州·高三统考期末）乙醇水蒸气重整释氢过程中主要反应的热化学方程式为：反应Ⅰ：

反应Ⅱ：

反应Ⅲ：

以和为原料气，通过装有催化剂的反应器，反应相同时间，乙醇转化率、、、选择性随温度变化的曲线如图所示。下列说法不正确的是A．向乙醇水蒸气重整反应体系中通入适量，可以为重整反应提供热量B．其他条件不变，升高温度乙醇的平衡转化率增大C．300～450℃时，随温度升高，的产率增大D．增加原料气中水的比例，可以增大的选择性2．（2023·江苏南通·统考模拟预测）甲烷催化氧化为合成气的主要反应有：I、Ⅱ、将与投入密闭容器中反应，不同温度下，相同时间内CH4转化率、H2选择性与CO的选择性随温度的变化如图所示，下列说法正确的是A．由题可知，反应I为吸热反应B．在700℃时，容器中生成的CO2的物质的量为1.44molC．在500℃、600℃、700℃时都可能发生D．该过程中，低温有利于合成气的生成3．（2023·江苏南京·南京师大附中校考模拟预测）在298K、101kPa下，由稳定的单质发生反应生成1mol化合物的反应热叫该化合物的标准摩尔生成热△fHmθ。氧族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据如图。下列判断正确的是A．沸点：H2O>H2S>H2Se>H2TeB．H2S(g)＋O2(g)＝S(s)＋H2O(1)△H＝－265kJ/molC．H2Se(g)＝Se(g)＋H2(g)△H＝＋81kJ/molD．反应Te(s)＋H2(g)H2Te(g)达平衡后升温，平衡常数将减小4．（2023·北京海淀·101中学校考三模）CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应：反应Ⅰ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H1反应Ⅱ：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H2恒压，投入1molCO2和适当过量的H2，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中：CH3OCH3的选择性=×100%下列说法中不正确的是A．△H1＞0，△H2＜0B．温度高于300℃，反应Ⅰ正移程度超过反应Ⅱ逆移程度C．220℃时，反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%(即图中A点)。此时反应Ⅰ和Ⅱ均未达到平衡状态D．若平衡时CH3OCH3的选择性为48%，则体系中c(CH3OCH3)∶c(CO)=48∶525．（2023·江苏盐城·统考三模）焦炉煤气(主要成分：CH4、CO2、H2、CO)在炭催化下，使CH4与CO2重整生成H2和CO。其主要反应为反应I：

反应II：

反应III：

反应IV：

在1×105Pa、将焦炉煤气以一定流速通过装有炭催化剂的反应管，CH4、CO、H2的相对体积和CO2的转化率随温度变化的曲线如图所示。相对体积、相对体积下列说法不正确的是A．温度低于900℃，反应I基本不发生B．850℃～900℃时，主要发生反应ⅣC．增大焦炉煤气流速一定能提高CO的相对体积D．工业生产上需要研发低温下CH4转化率高的催化剂微专题化学反应历程图像分析命题点01反应历程能垒图像的分析与应用典例01（2023·河北卷·节选）我国科学家研究了水溶液中三种催化剂(a、b、c)上电还原为(图1)和电还原为(图2)反应历程中的能量变化，则三种催化剂对电还原为的催化活性由强到弱的顺序为(用字母a、b、c排序)。典例02（2023·重庆卷·节选）银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。(1)在银催化下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根据图所示，回答下列问题：①中间体生成吸附态的活化能为。②由生成的热化学方程式为。典例03（2020·天津卷）理论研究表明，在101kPa和298K下，异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是A．HCN比HNC稳定B．该异构化反应的C．正反应的活化能大于逆反应的活化能D．使用催化剂，可以改变反应的反应热10．（2023·宁夏银川·六盘山高级中学校考一模）中石化的《丁烯双键异构化的方法》获得第二十届中国专利优秀奖。在100kPa和298K下，丁烯双键异构化反应的机理如图所示。下列说法不正确的是A．上述两种烯烃均能发生加成反应、氧化反应B．CH2=CH﹣CH2﹣CH3比CH3﹣CH=CH﹣CH3的稳定性差C．丁烯的同分异构体只有上述2种结构D．以上两种丁烯分子，每个分子中最多都有8个原子在同一平面上命题点02反应历程过渡态图像的分析与应用典例01（2021·山东卷）18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程可表示为：能量变化如图所示。已知为快速平衡，下列说法正确的是A．反应Ⅱ、Ⅲ为决速步B．反应结束后，溶液中存在18OHC．反应结束后，溶液中存在CH318OHD．反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变命题点03反应机理图像的分析与应用典例01（2023·北京卷）一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下，其中代表或中的一种。下列说法正确的是A．a、c分别是B．既可以是，也可以是C．已知为副产物，则通入水蒸气可减少的产生D．等压条件下，反应①、②的反应热之和，小于氯化铵直接分解的反应热典例02（2022·山东卷）在NO催化下，丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是A．含N分子参与的反应一定有电子转移B．由NO生成的反应历程有2种C．增大NO的量，的平衡转化率不变D．当主要发生包含②的历程时，最终生成的水减少1．基元反应与反应历程(1)基元反应：大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中每一步反应都称为基元反应如：2HIH2＋I2的2个基元反应为2HIH2＋2I·、2I·I2(2)反应机理：先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理(3)许多化学反应都不是基元反应，而是由两个或多个基元步骤完成的。假设反应：A2＋BA2B是分两个基元步骤完成的第一步A22A(慢反应)第二步2A+BA2B(快反应)对于总反应来说，决定反应速率的肯定是第一个基元步骤，即这种前一步的产物作为后一步的反应物的连串反应的。决定速率的步骤是最慢的一个基元步骤如：过氧化氢H2O2在水溶液中把溴化氢HBr氧化为溴Br2的反应：H2O2+2H++2Br－Br2+2H2O反应机理为H2O2＋H+＋Br－HOBr＋H2O(慢反应)HOBr＋Br－＋H+Br2＋H2O(快反应)决定速率的就是第一个反应，且这个反应中HBrO不是最终产物，称为反应的中间产物或中间体(4)基元反应发生的先决条件：基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞，但是并不是每一次分子碰撞都能发生化学反应2．基元反应过渡状态理论(1)基元反应过渡状态理论认为，基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态AB＋C[A…B…C]A＋BC反应物过渡态产物(2)过渡态是处在反应过程中具有最高能量的一种分子构型，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能[活化能(能垒)越高，此步基元反应速率越慢]。如：一溴甲烷与NaOH溶液反应的历程可以表示为：CH3Br＋OH－[Br…CH3…OH]Br－＋CH3OH反应物过渡态产物此反应的活化能(能垒)为eq\a\vs4\al(Ea)kJ·mol－1，ΔH＝(Ea－Eb)kJ·mol－13．有效碰撞理论(1)化学反应发生的条件：在化学反应中，反应物分子不断发生碰撞，大多数碰撞无法发生反应，只有少数分子的碰撞才能发生化学反应，能发生有效碰撞的分子是活化分子。普通反应物分子形成活化分子所需要的能量叫活化能。而活化分子的碰撞也不一定都能发生有效碰撞。发生有效碰撞不仅有能量的因素，还有空间因素，只有同时满足这两者的要求才能发生有效碰撞。(2)反应历程：发生有效碰撞的分子叫做活化分子，活化分子具有较高的能量。活化分子比普通分子所高出的能量称为活化能。活化能越小，普通分子就越容易变成活化分子。如图所示，反应的活化能是E1，反应热是E1－E2。在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越大，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。活化能越大，反应速率越慢，化学反应取决于最慢的一步。4．常见反应历程(或机理)图像分析（1）催化剂与化学反应①在无催化剂的情况下：E1为正反应的活化能；E2为逆反应的活化能；E1－E2为此反应的焓变(ΔH)。②有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤(也可能为多个，如模拟演练题1中图像所表示的)，反应①为吸热反应，产物为总反应的中间产物，反应②为放热反应，总反应为放热反应。③催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响ΔH，反应是放热反应还是吸热反应取决于起点(反应物)能量和终点(生成物)能量的相对大小。【特别提醒】认识催化剂的五大误区误区1、认为催化剂不参加化学反应，实质是：催化剂不是不参加化学反应，而是在化学反应前后，催化剂的化学性质基本不变。误区2、认为一个反应只有一种催化剂，实质是：一个反应可以有多种催化剂，只是我们常选用催化效率高的，对环境污染小，成本低的催化剂，如双氧水分解的催化剂可以是二氧化锰，也可以是氯化铁，当然还可以硫酸铜等。误区3、认为催化剂都是加快化学反应速率，实质是：催化剂有正催化剂与负催化剂，正催化剂加快化学反应速率，负催化剂是减慢化学反应速率的。误区4、认为催化剂的效率与催化剂的量无关，实质是：催化剂参与了化学反应，是第一反应物。既然是反应物，催化剂的表面积，催化剂的浓度大小必然影响化学反应速率。比如高锰酸钾氧化草酸，开始慢，后来速率突然加快，就是开始时生成二价锰离子浓度小，后来生成锰离子浓度大了，氧化速率突然就加快了。催化剂的用量是会改变催化效率的。误区5、认为催化剂反应前后的性质不变，实质是：催化剂反应前后的化学性质不变，物理性质会发生改变，比如，反应前是块状的，反应后变成了粉末状的。（2）“环式”反应机理对于“环式”反应过程图像，位于“环上”的物质一般是催化剂或中间体，如⑤、⑥、⑦和⑧，“入环”的物质为反应物，如①和④，“出环”的物质为生成物，如②和③。在机理图中，先找到确定的反应物，反应物一般是通过一个箭头进入整个历程的物质，(产物一般多是通过一个箭头最终脱离这个历程的物质)与之同时反应的就是催化剂，并且经过一个完整循环之后又会生成；中间产物则是这个循环中的任何一个环节。如下图中，MoO3则是该反应的催化剂，图中剩余的三个物质均为中间产物。（3）能垒与决速步骤①能垒：简单可以理解为从左往右进行中，向上爬坡最高的为能垒，②决速步：包含此能垒的反应我们称之为决速步骤，也成为慢反应。例如下图中，从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒，而HCOO*+H*=CO2+2H*是在Rh做催化剂时该历程的决速步骤。【特别提醒】①能垒越大，反应速率越小，即多步反应中能垒最大的反应为决速反应。②用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。③相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。5.突破能量变化的能垒图（1）通览全图，理清坐标的含义。能量变化的能垒图的横坐标一般表示反应的历程，横坐标的不同阶段表示一个完整反应的不同阶段。纵坐标表示能量的变化，不同阶段的最大能垒即该反应的活化能；（2）细看变化，分析各段反应。仔细观察曲线(直线)的变化趋势，分析每一阶段发生的反应是什么，各段反应是放热还是吸热，能量升高的为吸热，能量下降的为放热；（3）综合分析，做出合理判断。综合整合各项信息，回扣题目要求，做出合理判断。如利用盖斯定律将各步反应相加，即得到完整反应；催化剂只改变反应的活化能，但不改变反应的反应热，也不会改变反应的转化律。6.反应机理题的解题思路(1)通览全图，找准一“剂”三“物”①催化剂：催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的，以催化剂粒子为主题的多个物种一定在机理图中的主线上②反应物：通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物；③生成物：通过一个箭头最终脱离整个历程的物质多是产物；④中间体：通过一个箭头脱离整个历程，但又生成的是中间体，通过两个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体，中间体有时在反应历程中用“[]”标出。(2)逐项分析得答案：根据第一步由题给情境信息，找出催化剂、反应物、生成物、中间体，再结合每一选项设计的问题逐项分析判断，选出正确答案考向01反应历程能垒图像的分析与应用1．（2023·浙江绍兴·统考二模）N2O是《联合国气候变化框架公约》所列六种温室气体之一。CO和N2O在Fe+作用下转化为N2和CO2，反应的能量变化及反应历程如图所示，两步基元反应为：①N2O+Fe+=N2+FeO+K1，②CO+FeO+=CO2+Fe+K2。下列说法不正确的是A．该反应ΔH＜0B．两步反应中，决定总反应速率的是反应①C．升高温度，可提高N2O的平衡转化率D．Fe+增大了活化分子百分数，加快了化学反应速率，但不改变反应的ΔH2．（2023·浙江绍兴·统考模拟预测）甲醇与水蒸气在催化剂作用下发生如下反应：反应Ⅰ：CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)ΔH1反应Ⅱ：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH2根据能量变化示意图，下列说法正确的是A．E3E2>E4E1B．反应Ⅱ决定整个反应的速率C．催化剂可以降低总反应的焓变D．CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)ΔH=ΔH1ΔH23．（2023·河南·校联考一模）计算机模拟单个处理废气在催化剂表面发生反应的反应历程如下，下列说法