考向19 化学反应的热效应-2023年高考化学一轮复习考点微（新高考地区专用）

考向19化学反应的热效应

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经典真题

【2022・浙江卷1月】相关有机物分别与氢气发生加成反应生成Imol环己烷（）的能量变化如图所示:

A.2AHUAH2,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.3AHI<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-AW〉。，说明苯分子具有特殊稳定性

【答案】A

【详解】

A.2AH^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；

C.由图示可知，反应I为:(1)+H2(g)一AH,反应IV为:+3H2(g)一AH,

04

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=AHa,现3AHIVAH4,

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:(1)4-H2(g)—>(1)AH|反应Hl为:(D+2H(g)AH

0023

(1)+H(g)—|(1)AH<0,AH4-AH3

反应IV为:+3H2(g)T(1)AH4,AH3-AHI<0BP2

>0即能量越低越稳定，则

说明苯分子具有特殊稳定性，D正确;

故答案为：A«

考点一反应热婚变

.1.反应热和焰变

(1)反应热：在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量。

(2)焰变

①焰(切：烙是与内能有关的物理量。

②熔变。切：生成物的焰与反应物的焰之差。

③焰变与反应热的关系

等压条件下的反应热等于反应的焰变，常用△旦表示反应热，常用单位：kJmoP'o

2.吸热反应、放热反应

(1)放热反应：释放热量的化学反应。反应物的总能量大王生成物的总能量。反应体系的能量降低,故AHS

0,即为负值。

(2)吸热反应：吸收热量的化学反应。反应物的总能量小土生成物的总能量。反应体系的能量升高,故△心

0,即为正值。

(3)常见的吸热反应和放热反应

考点二热化学方程式

.1.热化学方程式既表示化学反应的物质变化，也表示化学反应的能量变化。

如2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△”=-571.6kJ-mo「表示在25℃>101kPa条件下，2m。Hz(G与1molCh(g)

反应生成2mol液态水时放出的热量为571.6kJ。

2.热化学方程式中必须标明反应物和生成物的状态,固体⑨、液体①、气体(g)、水溶液(斑1)，若为同素异

形体，还要注明名称。

3.热化学方程式要注明反应时的温度和压强。如不注明，即表示在25℃和101kPa下测定。

4.热化学方程式中的化学计量数为物质的量。故化学计量数可以是整数,也可以是分数。当化学计量数改

变时，其AH也同等倍数的改变。

5.要注明△，的符号：代表吸热,“一”代表放热以及单位:kJ-moP'o

1.合成氨原料中的H?可用甲烷在高温条件下与水蒸气反应制得。部分1mol物质完全燃烧生成常温下

稳定氧化物的AH数据如下表:

物质△”/(kJ-mo「)

H2(g)-285.8

CO(g)-283.0

CH4(g)-890.3

已知1mol出04)转化生成1mol出。⑴时放出热量44.0kJ。下列CH&和水蒸气在高温下反应得到H2

和CO的热化学方程式正确的是()

A.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△%=+206.1kJ-mo「

1

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

-1

C.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)+365.5kJ-mol

D.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)A”4=-365.5kJ-moP'

2.NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如图1；研究发现在以Fe?03为

主的催化剂上可能发生的反应过程如图2。下列说法正确的是()

A.NH?催化还原NO为吸热反应

B.过程I中N%断裂非极性键

C.过程H中NO为氧化剂，Fe?+为还原剂

D.脱硝的总反应为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)催化剂4N2(g)+6H2O(g)

3.通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是()

①太阳光催化分解水制氢：2H2。⑴=2H2(g)+O2(g)A//!=571.6kJ-mol1

②焦炭与水反应制氢：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)

-1

A//2=131.3kJ-mol

③甲烷与水反应制氢：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)A//3=206.1kJ-mol

A.反应①中电能转化为化学能

B.反应②为放热反应

C.反应③使用催化剂，AH3减小

D.反应CH4g）=C（s）+2H2（g）的A，=74.8kJmol1

4.以TiO2为催化剂的光热化学循环分解C02反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理

及各分子化学键完全断裂时的能量变化如下图所示:

1598kJ-mol1

1072kJ-mol1

(og)496即式.⑹@

下列说法正确的是（）

A.过程①中钛氧键断裂会释放能量

B.该反应中，光能和热能转化为化学能

C.使用TiCh作催化剂可以降低反应的焙变，从而提高化学反应速率

D.CO2分解反应的热化学方程式为2cO2（g）=2CO（g）+C>2（g）A//=+30kJmol1

5.化学反应放出或吸收的能量称为反应热。反应热（A切又因化学反应的分类给予不同的名称。如我们

学过的燃烧热。儿），又如由稳定单质化合生成1mol纯物质的热效应称为生成热。从），断裂化学键时，所

吸收的能量称为键能（AHb）。下面两个图中的数据分别表示水与二氧化碳各1mol分解时能量变化的示意图，

图中的各数据均以kJ为单位，下列说法正确的是（）

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

24712H(g)+*C>2(g)

494

C(s)+O2(g)

436.109CO(g)+歹O2(g)

H2(g)+^O2(g)

243f由03285

CO2(g)

图11mol水分解时的图2ImolCOz水分解

能量变化时的能量变化

-1

A.H2O(g)的生成热：AWf=243kJ-mol

B.CO(g)的燃烧热：A//c=-570kJ-mor1

C.O—H键的键能：AHb=436kJmolr

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

△H=-42kJmol।

1.（陕西省宝鸡市渭滨区2022届高考模拟）铁的配合物离子（用［L-Fe-H『表示）催化某反应的一种反应机

理和相对能量的变化情况如图所示:

HCOOH

45.343.5

/一\过渡态

1/一过渡态2

€

0.-0

。1

弓+M-2-2

H-

二1.8--I11

OU+•^42.6,6

/)O+O-

喔JHU1

H+

科O+

+H0

女—OO

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妾O+

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UH£

H+

，0

0

。

一

一

反应进程

下列说法正确的是

催化剂

A.该过程的总反应为HCOOH—COJ+HJ且为放热反应

B.增大H+浓度一定加快反应速率

C.反应IHTIV的活化能为20.0KJ/mol

D.该过程的总反应速率由n-in步骤决定

2.（江苏省南通市如皋市2021-2022学年高三下学期4月适应性）为节约资源，许多重要的化工产品可以

进行联合生产。如氯碱工业、金属钛的冶炼工业、甲醇的合成工业可以进行联合生产。联合生产时的物质

转化如下图所示：

食盐水一》

部分反应的热化学方程式为：

1

CO(g)+2H2(g)=CH,OH(g)AH=-90.7kJ-mol'

2C(s)+O2(g)=2CO(g)AH=-22l.OkJ•mol"

1

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

下列关于联合生产的有关说法正确的是

A.电解饱和食盐水时，阳极附近溶液pH升高

B.反应TiO式s)+2CL(g)=TiCl4⑴+Oz(g)在任何条件下均不能自发进行

C.还原反应时，每生成48gTi,反应共转移2moi电子

D.通过电解MgCl?溶液可以实现镁的再生

3.(辽宁省辽阳市2022届高三一模)氨是农业上“氮的固定”的必需原料，随着世界人口的增长，氨的需求

量在不断增大。科研人员新发现以磷盐作质子(H+)传导体，以四氢吠喃(无色易挥发的液体)为电解剂，利用

电化学法将氮气还原成氨的原理如图所示。卜列说法错误的是

A.M电极为阳极，电极反应式为H2-2e=2H+

B.(I)T(H)的变化中，磷原子的成键数目不发生变化

C.图示中最后一步反应为3Li+N2+3H+=3Li++2NH3

D.该方法制备氨气所需的温度低于传统工业合成氨的温度

4.(陕西省渭南市2022届高三下学期第二次模拟考试)如图分别代表溟甲烷和三级溪丁烷发生水解的反

应历程。下列说法不正确的是

I.CH3Br+NaOH->CH3OH+NaBr

IL(CH3)3CBr+NaOH->(CH3)3COH+NaBr

6+3-

“%£之(花•.加]

控1[CH,

+

/(CH3)3C+Br-+OH-

(CH；)；CBr[

_____________(CH工谈

I的反应进程n的反应进程

A.反应［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U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II速率不变

5.（上海市卢湾高级中学2022届高三下学期在线评估综合练习）二氧化碳甲烷化对缓解能源危机意义重

大，二氧化碳在催化剂的作用下与氢气作用制备甲烷的反应机理如下图所示。下列说法错误的是

CH4+H2O

A.Ni和Laq,是该反应的催化剂

B.凡f2H的过程为放热过程

C.催化剂不能改变该反应的总体热效应

催化剂

D.该反应的总反应方程式为4H/CO?—CH,+2H?O

真题练

1.（2022•浙江卷6月）标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表:

0HOHO

物质（g）OHHOHOOH22222

能量/kJ-mo『249218391000-136-242

可根据HO(g)+HO(g)=HQ2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214kJ.mo「。下列说法不氐碰的是A.也的

键能为436kJ-mo『

B.O?的键能大于Hz。？中氧氧单键的键能的两倍

C.解离氧氧单键所需能量：HOO<H2O2

1

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

2.(2022年湖北省高考)硫代碳酸钠能用于处理废水中的重金属离子，可通过如下反应制备：

2NaHS(s)+CS2(l)=Na2CS3(s)+H2S(g),下列说法正确的是

A.Na2cs3不能被氧化B.Na2cs3溶液显碱性

C.该制备反应是燃减过程D.C2的热稳定性比CO,的高

3.(2019•全国I卷节选冰煤气变树C0(g)+H20(g)==CCh(g)+H2(g)］是重要的化工过程，主要用于合成氨、制

氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：

我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附

在金催化剂表面上的物种用•标注。

2

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8/-------'1.41

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。

。

可知水煤气变换的AH0(填“大于”“等于”或“小于”),该历程中最大能垒(活化能)E产eV,写

出该步骤的化学方程式o

4.(2020全国I卷节选)硫酸是一种重要的基本化工产品,接触法制硫酸生产中的关键工序是SO?的催化氧化:

1钮催化剂

SO2(g)+-O2(g)*SO3(g)

AH=-98kJ-mor1»回答下列问题：

机催化剂参与反应的能量变化如图所示,V2O5（s）与SO2（g）反应生成VOSOm）和V2O4G）的热化学方程式为:

5.（2019全国卷HI,28）近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增

长。Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:

I,CuC12(s)=CuCl(s)+1ci2(g)NH\=83kJ-moP1

II.CuCI(s)+^O2(g)^CuO(s)+^C12(g)

AW2=-20kJ-moP*

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

△43=一⑵kJmol1

则4HCl(g)+O2(g)=2CL(g)+2H2O(g)的\H=kJmol1

参考答案

基础练

1.【答案】A

【解析】根据已知信息可以写出下列热化学方程式:

①H?（g）+gO2（g）=H2O（l）

bH\=—285.8kJ-mol

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

-1

A//2=-283.0kJ-mol

③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)

A“3=-890.3kJ-mo「

1

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

根据盖斯定律，由③+④一②一①x3可得CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)\H=\H2-

A"x3=-890.3kJ-molr-44.0kJ-mori+283.0kJ-mo「i+285.8kJ-mor'x3=+206.1kJ-mo「。

2.【答案】D

【解析】根据图1可知，反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，A项错误；N%中化学

键为极性键，过程I中NH3断裂极性键，B项错误；过程H中，NO-N2,氮元素的化合价由+2-0,得电

子作氧化剂，Fe2+在反应前后没有发生变化，作催化剂，C项错误；由图2可知，反应物为NH3、NO、02,

生成物为N2和H2O,则脱硝的总反应为4NHMg)+4NO(g)+O2(g)催化剂4N2(g)+6H2O(g),D项正确。

3.【答案】D

【解析】反应①中是光能转化为化学能，A错误；反应②中△”>(),为吸热反应，B错误；催化剂只

降低反应的活化能，不影响反应的熔变，C错误；根据盖斯定律，目标反应可由反应③一②获得，△"=206.1

kJ-mol1—131.3kJ-mol'=74.8kJ-molD正确。

4.【答案】B

【解析】化学键断裂需要吸收能量，过程①中钛氧键断裂会吸收能量，A错误；根据图示，该反应中，

光能和热能转化为化学能，B正确；催化剂通过降低反应的活化能提高化学反应速率，催化剂不能降低反应

的焰变，C错误；反应物总键能一生成物总键能=焰变，CO2分解反应的热化学方程式为2cO2(g)=2CO(g)

+O2(g)598x2-1072x2—496=+556(kJ-moir),D错误。

5.【答案】D

1

【解析】表示H2O(g)的生成热的热化学方程式为H2(g)+£O2(g)=H2O(g)A/7f=-243kJ-moP,A

l

错误。表示CO(g)的燃烧热的热化学方程式为CO(g)+/O2(g)=CO2(g)AWc=-285kJmor,B错误。

由图1知O—H键的键能x(243+436+247)kJ-mor'=463kJ-moC1,C错误。由图1得H2(g)+；

-11

O2(g)=H2O(g)A//=-243kJ-mol①，由图2得CO(g)+£Ch(g)=C02(g)A//=-285kJ-moF②，

根据盖斯定律，②一①得CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)A//=-42kJ-mol-1,D正确。

提升练

1.【答案】A

【详解】

A.由反应机理可知，HCOOH电离出氢离子后，HCOCT与催化剂【结合生成H,II生成二氧化碳与HI,III

催化剂

然后又结合氢离子转化为IV,IV生成氢气与催化剂I,所以化学方程式为HCOOH^--------CO2T+H2T，故A

正确：

B.若氢离子浓度过低，则反应IHTIV的反应物浓度降低，反应速率减慢，若氢离子浓度过高，则会抑制甲

酸的电离，使甲酸根浓度降低，反应I-II速率减慢，所以氢离子浓度过高或过低，均导致反应速率减慢,

故B错误；

C.由反应进程图可知，反应IHTIV的AH=20.0KJ/mol,故C错误；

D.活化能越高，反应越慢。由反应进程可知，反应WTI能垒最大，反应速率最慢，对该过程的总反应起

决定作用，故D错误；

故选A。

2.【答案】B

【详解】

A.电解饱和食盐水时，阳极反应为：2Cr-2e=Ch3阴极反应为：2H2O+2e=2OH+H2T，故阴极附近溶液pH

升高，阳极附近溶液pH基本不变，A错误；

B.由题干可知，反应I：2C(S)+O2(g)=2CO(g)AH=-221.0kJmol',反应II：

1

TiO,(S)+2C(S)+2C12(g)=TiCl4(l)+2CO(g)AH=-70.0kJ-mof,则H-I可得反应

TiO2(s)+2Cl,(g)=TiCl4(1)+O2(g),则根据盖斯定律可知AH=(-70)-(-211)=+141kJ/mol,即该反应正反应AHX),

AS<0,故该反应在任何条件下均不能自发进行，B正确;

._48g

C.还原反应时，HP2Mg+TiCh=2MgC12+Ti,每生成48gTi即为48g2m=1mol，则反应共转移4moi电子,

C错误;

电解

D.通过电解MgCl2溶液反应方程式为：MgC12+2H2O=Mg(OH)2+C12t+H2T，故不可实现镁的再生，D错

误;

故答案为：Bo

3.【答案】C

【详解】

A.据图可知，M电极上氢气被还原为氢离子，为阳极，电极反应式为H2-2e=2H+,A正确；

B.据图可知(I)T(H)的变化中，磷原子都是形成4个共价键，B正确：

C.最后一步反应中，Li+先被还原为Li单质，然后将N?还原为NH3,同时又生成Li+,所以Li+为催化剂，

反应方程式为Nz+3H+与=2NH3,C错误；

D.该装置为电解装置，利用电能转化为化学能，即合成氨所需的能量大部分是由电能转化，则所需的热能

较少，所需的温度较低，D正确；

综上所述答案为C。

4.【答案】C

【详解】

A.I反应物的总能量大于生成物的总能量，属于放热反应△”<(),A不符合题意；

B.由图可知，反应I有一个过渡态，反应n有两个过渡态，B不符合题意；

C.反应I中有C—Br键断裂，由CH3Br转化成CHQH,反应II也有C—Br键的断裂和C—O键的形成，

由(CH3)3CBr转化成(CH^COH,C符合题意；

D.反应n卤代嫌先自身转变为过渡态，然后氢氧根与过渡态的烧结合，氢氧化钠不直接与卤代燃一起转化

到活化态，所以增加氢氧化钠的浓度不能使n速率增大，D不符合题意；

故选c。

5.【答案】B

【详解】

A.由图可知该循环中Ni和La?C)3是该反应的催化剂，故A正确；

B.H?-2H为断键的过程，该过程为吸热过程，故B错误；

C.催化剂可以降低反应的活化能，但不能改变该反应的总体热效应，故c正确；

D.根据图中信息得到该反应的总反应方程式为4H2+C02堂型Lc%+2HQ，故D正确。

综上所述，答案为B。

真题练

1.【答案】c

【解析】A.根据表格中的数据可知，电的键能为218X2=436kJ•mo『，A正确；

B.由表格中的数据可知O2的键能为：249x2-498kJ^01」，由题中信息可知中氧氧单键的键能为

2l4kJ-mo『，则的键能大于H。中氧氧单键的键能的两倍，B正确：

C.由表格中的数据可知HOO=HO+O,解离其中氧氧单键需要的能量为249+39-10=278kJ-mo产，比0?中

氧氧单键的键能为214kJ-mo「，C错误;

D.由表中的数据可知H2O(g)+O(g)=Hq2(g)的^=-136-249-(-242)=-1431<1仙01',DLE确；

故选C

2.【答案】B

【详解】

A.Na2cs3中硫元素为-2价，还原性比较强，能被氧化，故A错误；

B.类比Na2cO3溶液，O与S同主族，可知Na2cs3溶液显碱性，故B正确；

C.由反应方程式可知，固体与液体反应制备了硫化氢气体，故该制备反应是燃增过程，故C错误；

D.S的原子半径比O大，故C=S键长比C=O键长长，键能小，故CS?的热稳定性比CO?的低，故D错

误；

故选B。

3.【答案】小于2.02

COOH+H+H2O-=COOH+2H+OH(sgH2O.==H+OH)

【解析】根据水煤气变换［CO(g)+H2O(g):—CO2(g)+H2(g)］并结合水煤气变换的反应历程相对能量可

知,CO(g)+H2O(g)的能量高于CCh(g)+H2(g)的能量，故水煤气变换的AH小于0;活化能即反应物状态达到活化

状态所需能量，根据变换历程的相对能量可知,最大差值为：

>2

.

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-0.16'、些照

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