2024新高考化学高考复习九 化学反应的热效应

专题九化学反应的热效应

五年高考

考点1化学反应中的能量变化

1.（2023北京,13,3分）一种分解氯化被实现产物分离的物质转化关系如下，其中b、d代表MgO或

Mg（OH）CI中的一种。下列说法正确的是（）

NH,Q（次y，

A.a、c分别是HC1、NH3

B.d既可以是MgO,也可以是Mg（OH）Cl

C.已知MgCb为副产物,则通入水蒸气可减少MgCL的产生

D.等压条件下，反应①、②的反应热之和，小于氯化较直接分解的反应热

答案C

2.（2022浙江1月选考,18,2分）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.2AHBAH2,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<AH%说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键

D.AH3-AHI<0,AH4-AH3>0,说明苯分子具有特殊稳定性

答案A

3.（2021山东,14,4分）18。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：

18O-

I

18（（：18

OTH3C—;—OH3mo

IM\XII

H3c—c—OCH3+OH-nonivH3c—c—OH+CH30-

18O-18OH

II

H3C—c—OCH3H3C—C—OCH3

能量变化如图所示。已知OH—O为快速平衡，下列说法正确的是（）

fife

过渡态I

•一\过渡W2

H,C—<：—<）（：||,,,

»

一0OH'

ll,C—<^—<K：H,

+011-H,C—€—0H

A.反应ii、in为决速步

B.反应结束后，溶液中存在180H

C.反应结束后溶液中存在CH3180H

D.反应I与反应IV活化能的差值等于图示总反应的婚变

答案B

4.(2021浙江1月选考,24,2分)在298.15K、100kPa条件下,N2(g)+3H2(g)—2NH3(g)AH=-92.4

kJ-mol-i,N2(g).H2®和NH3(g)的比热容分别为29.1、28.9和35.6JWmoH。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()

D

答案B

5.(2020浙江7月选考,22,2分)关于下列AH的判断正确的是()

CO经(aq)+H+(aq)^=HCO式aq)AHi

CO^aql+HzO。)—"HC03(aq)+0H(aq)AH2

+

OH(aq)+H(aq)—H20(l)AH3

OH(aq)+CH3coOH(aq)—CH3COO-(aq)+H2O(l)AH4

A.AHi<0AH2<0B.AHI<AH2C.AH3<0AH4>0D.AH3>AH4

答案B

6.(2023全国甲,28,15分)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题:

⑴已知下列反应的热化学方程式：

①35（g）^2O3（g）KiAH】=285kj-mol-i

-

②2cH4（g）+C）2（g）2CH3OH（1）K2AH2=-329kJmoH

反应③CH4（g）+03（g）===CH3OH（1）+O2（g）的AH3=kJ-moH,平衡常数K3=（用Ki、K2

表示)o

(2)电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、Co\Ni+等)与O3反应可得M0+。M0+与CH’反应能高选择性地

生成甲醇。分别在300K和310K下(其他反应条件相同)进行反应MO++CH4—M++CH3OH,结果如

下图所示。图中300K的曲线是(填"a"或"b"300K、60s时MO+的转化率为

(列出算式)。

ISO时间/*

(3)M0吩别与CH,、CD4反应,体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似,图中以CH”示

例)。

步骤【I立

反应进程

(i)步骤I和H中涉及氢原子成键变化的是(填"I"或"II"

(ii)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则M0+与CD’反应的能量变

化应为图中曲线(填"c"或"d"

(iii)M0+与CH2D2反应存代甲醇的产量CHzDODCHD20H(填"="或若M0+与

CHDB反应，生成的气代甲醇有_______种。

答案(1)-307信(2)bl-10-o.i(3)(i)I(ii)c(iii)<2

考点2热化学方程式的书写盖斯定律的应用

1.(2022重庆,13,3分)"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△也/(对-0101-1)为()

A〃F+698kJ

—S(^q)

A//,=+!5kJ

A.+533B.+686C.+838D.+l143

答案C

2.(2022浙江6月选考,18,2分)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表:

物质(g)0HHOH00H2O2H2O2H2O

能量/kJ,moH249218391000-136-242

1

可根据HO(g)+HO(g)^一比02加)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214kj-mol,下列说法不IjE碗的

是()

A.H2的键能为436kj-mol-i

B.O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍

C.解离氧氧单键所需能量HOCXH2O2

1

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

答案C

3.(2021北京,14,3分)丙烷经催化脱氢可制丙烯:C3H8nC3H6+H2。600c将一定浓度的CO2与固定

浓度的C3H8通过含催化剂的恒容反应器，经相同时间，流出的C3H6、CO和比浓度随初始C02浓度的变

化关系如图。

已知:①C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)AH=-2220kj-mol-i

②C3H6®+。©="3CO2(g)+3H2O(l)AH=-2058kJ-moH

(3)H2(g)+1O2(g)^iH2O。)AH=-286kj-mol-i

下列说法不正确的是()

A.C3H8(g)=­C3H6(g)+H2(g)

△H=+124kj-mol-i

B.c(H2)和c(C3H6)变化差异的原因:CO2+H2nCO+H2O

c.其他条件不变，投料比c(C3H8)/c(CO2)越大,C3H8转化率越大

D.若体系只有C3H6、CO、H2和H2O生成，则初始物质浓度co与流出物质浓度c之间一定存

在:3co(C3H8)+CO(CC>2)=C(CO)+C(C02)+3C(C3H8)+3c(C3H6)

答案c

4.(2021浙江1月选考,20,2分)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：

共价键H—HH—0

键能/(kJ,moH)436463

热化学方程式2H2(g)+O2(g)-----2H20(g)AH=-482kj-mol-i

则20(g)—02(g)的AH为(]

A.428kj-mol1B.-428kj-mol1C.498kj-mol1D.-498kj-mol1

答案D

三年模拟

A组基础题组

考点1化学反应中的能量变化

1.(2023吉林市二调,10)1868年狄青和洪特发现了用空气中的氧气来氧化氯化氢气体制取氯气的方

法:4HCl(g)+O2(g)——2Cl2(g)+2H20(g)o该反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是()

4HCI(g)+O2(g)的总能量高

2c1阿，也0(g)的总能量低

A.该反应为吸热反应

B.若H20为液态，则生成物总能量将变大

C.该反应发生时向环境释放能量

D.断开旧化学键吸收的总能量大于形成新化学键所释放的总能量

答案C

2.(2023河北衡水二中三调,8)氮的氧化物转化是环境化学热点问题之一。研究发现,比还原N0的反应

2NO(g)+2H2(g)—用他)+2七0。)分两步进行:①2NO(g)+H2(g)——N2(g)+H2O2(1);@H2O2(1)+H2(g)

——2H20(1)。其能量变化如图所示(Ts代表过渡态)。下列叙述正确的是()

能量t拱-

反应历短

A.②是放热反应，①是吸热反应

B.H2O2是该反应的催化剂

C.反应①的活化能大于反应②

D.加入催化剂的目的是降低Ts2的能量

答案C

考点2热化学方程式的书写盖斯定律的应用

1.（2023重庆三调,7,改编）为实现"碳达峰、碳中和"的目标，科学家提出以TiOz为催化剂，用光热化学

循环分解法，达到减少大气中CO2的量的目的，反应的机理如图所示：

已知完全断开1molC02（g）、CO（g）、O2（g）中化学键吸收的能量分别为1598kj/mol、1072kj/mok

496kj/molo

下列说法不正确的是（）

A.过程①中光能转化为化学能

B.过程④为放热过程

C.该反应中Ti的化合价发生了变化

D.全过程热化学方程式为2c02（g）—2CO（g）+O2（g）AH=+556kj/mol

答案B

2.（2022重庆一模,11）合成氨工业在国民经济中占有重要地位,对人类生存具有重大意义。合成氨反应

的历程和能量变化如下图所示：

反应历程

已知:①27出===2NH3(g)AH=+100kj/mol,②2NH3(g)===N2(g)+3H2(g)AH,则反应②的AH为

()

A.+92kj/molB.-92kj/molC.+192kj/molD.+148kj/mol

答案A

B组综合题组

°\/+HBr

l.[2023河北学业水平选择性考试（一）,6]反应的能量与反应历程

的关系如下图所示。下列说法错误的是（

Br+/\OH

反应历程

A.第1步决定整个反应的快慢

B.第2步为放热过程

C.该反应的婚变大小取决于第1、2、3步正、逆反应的活化能大小

D.该反应适宜在碱性条件下进行

答案C

2.（2023山西临汾一模,10）不同含金化合物催化乙烯加氢的反应历程如下图所示:

催化剂:AuF催化剂:AuPF;

-3.46

/1

X\

反应历程反应历程

下列说法正确的是（）

A.从图中可得1molC2H4（g）具有的能量比1molC2H6（g）的能量身

B.过渡态1比过渡态2物质的稳定性弱

C.在催化剂AuP喈催化下，该反应的AH=-233.7kJ-moH

D.相比催化剂AuPFtAuF催化乙烯加氢的效果更好

答案B

3.（2023安徽蚌埠二模,12）已知复杂反应的速率由反应历程中活化能最大的一步基元反应决定。卤代煌

的取代反应有以下两种反应历程，其反应过程中的能量变化如图所示：

&♦5-

E|R,C-X]+Nu-乱5-

3C-+X-+NU-

R,CX+\n

RjCNu+X-

S、1反应进施

下列说法中错误的是（）

A.卤代煌的取代为放热反应

B.SN1反应速率与c（Nu］和c（R3CX）相关

C.SN2反应速率与c（RX）和c（Nu］相关

D.SNI机理为两步反应,SN2机理为一步反应

答案B

4.（2022湖北襄阳二模,11）苯的亲电取代反应分两步进行，可表示为E++

+H+,生成中间体的一步是加成过程，中间体失去H+的一步是消除过程，其机理亦称加成一消除机理。苯

的亲电取代反应进程和能量的关系如图，下列说法错误的是（）

A.第一步反应为苯亲电取代的决速步骤

BE与Ez的差值为总反应的婚变

C.中间体的能量比苯的高，稳定性比苯的差

D.反应过程中,环上碳原子的杂化类型发生了变化

答案B

5.（2022福建龙岩三检,9）在Fe+催化下乙烷氧化的反应机理如图所示（图中…为副反应下列说法正

确的是（）

gHJFe]*](CJIJFe(OH)T

A.FeO\Nz均为反应中间体

B.X既含极性共价键也含非极性共价键

C.该机理涉及的反应均为氧化还原反应

D.每生成1molCH3CHO,消耗的N2O大于2mol

答案D

6.（2022河北邯郸二模,8）据报道，我国科学家研制出以石墨烯为载体的催化剂，在25℃下用山。2直接将

CH4转化为含氧有机物，其主要原理如图所示。下列说法不正确的是（）

邛..4

A.石墨烯为载体的催化剂的作用是破坏C-H键

催化剂

B.步骤v、vi的总反应方程式是H2O2+HCH。HCOOH+H2O

C.步骤ii得到的产物所有原子可能共面

D.上述反应过程中，用虚线圆框住的部分表示不稳定的自由基状态

答案C

7.（2022重庆育才中学二诊,8）甲醇水蒸气催化重整是获取出的重要方法，反应CH30H包）+&0值）一

CO2（g）+3H2（g）AH>0,能量变化如图1所示。830℃时，相同时间内向反应体系中投入一定量CaO做对

比实验，结果如图2所示，下列说法中正确的是（）

IICOOCII3+2H2

(：O2+CH/)H+3H,

A〃尸/+H20

H(：()()11+C1I,OII+21I2

反应过程无CaO微米CaO纳米CaO

A.该反应的AH=（a-b-c）kj-mol1

B.CaO表面积越大，吸收C02效果越好

C.该反应在低温下能自发进行

D.选择适当催化剂降低AH3可显著提高催化重整反应速率

答案B

考法训练

考法反应历程与能量图像分析

1.(2023浙江1月选考,14,3分)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02回和Ck(g)的相对能量为0],下列说法不氐碉的是()

A.E6-E3=E5-E2

B.可计算Cl—C1键能为2(E2-E3)kj-mol-i

C相同条件下,03的平衡转化率:历程II＞历程1

D.历程I、历程II中速率最快的一步反应的热化学方程式为:C10(g)+0(g)—O2(g)+Cl(g)AH=(E5-

E4)kj-mol1

答案C

2.(2022辽宁,10,3分)利用有机分子模拟生物体内"醛缩酶"催化Diels-Alder反应取得重要进展，荣获

2021年诺贝尔化学奖。某Diels-Alder反应催化机理如下。下列说法错误的是()

A.总反应为加成反应B.I和V互为同系物

CM是反应的催化剂D化合物X为H20

答案B

3.(2022浙江1月选考,24,2分)某课题组设计一种固定C02的方法，原理如图。下列说法不正确的是

()

A.反应原料中的原子100%转化为产物

B.该过程在化合物X和1催化下完成

C.该过程仅涉及加成反应

答案C

4.(2021重庆10,3分)〃天朗气清惠风和畅。〃研究表明利用Ir+可催化消除大气污染物用。和CO,简

化中间反应进程后相对能量变化如图所示。已知CO(g)的燃烧热AH=-283kJ/moL则2N2O(gJ—

2N2(g)+O2(g)的反应热△H(kJ/mol讷()

_(N?O(g)+W+CO(g)

*-。

3/*

330*\2(g)+h<)++CO(g)

应

混\123/\229

玄\N2(g)4-Ir^CO2(g)

£

中间体I\*77

反应进程

A.-152B.-76C.+76D.+152