第16讲 化学反应的热效应-11-2024版高考完全解读 化学

第五章化学反应与能量

第16讲化学反应的热效应

1.(2022•浙江6月选考・18)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表:

物质(g)0HHOH00O2HAHzO

能量/

249218391000-136-242

(kJ•mol)

可根据H0(g)+H0(g)—HQ(g)计算出H。中氧氧单键的键能为214kJ-mol。下

列说法不正确的是()。

A乩的键能为436kJ-mor'

B.0」的键能大于H他中氧氧单键的键能的两倍

C.解离氧氧单键所需能量:HOCKH。

D.ILO(g)+O(g)---HA(g)A/A-M3kJ-mol-1

答案：C

解析：本题考查键能有关知识。根据题表中的数据可知，乩的键能为218

kJ•mol1X2=436kJ•mol\A正确;氧气中0=0键的键能为249kJ•mol'X2=498

kJ­mol：HO中氧氧单键的键能为214kJ-mol'由498>2X214可知,B正

确;H0(g)+0(g)=-HOO(g)A/A10kJ•mor-39kJ•mol-,-249kJ•mol-1=-278

kJ-moL,则解离H00中的氧氧单键需要的能量为278kJ-moLHO,中解离氧氧

单键所需能量为214kJ-mor',C错误;&O(g)+O(g)—IMMg)△沪(-136

kJ•mor')-(-242kJ•:noL+249kJ•mol>-143kJ•mo『,D正确。

2.(2022•浙江1月选考・18)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1mol环

己烷(O)的能量变化如图所示：

下列推理不正确的是()。

A.2△〃心△尻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.AIKA〃，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.3Afl<A/说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键

D.△//-△/Z<0,All-A%>0,说明苯分子具有特殊稳定性

答案：A

解析：本题考查物质稳定性与能量的关系。由△〃二△〃可知双键位置不同，物

质所具有的能量不同，加氢放出的热量不同，所以碳碳双键加氢放出的热量与双键

数目及双键位置都有关系,A错误;能量越低越稳定△△〃说明单双键交替的两

个碳碳双键有利于物质稳定,B正确;苯分子若存在3个独立的双键，则A«<A%

由题图知AH>A〃且3△伏A〃说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双

键,C正确;由△〃-可知双键数目越多,加氢放出的热量越多，由AH-AKX)

可知苯分子比单双键交替的两个碳碳双键的结构更稳定，存在特殊稳定性,D正确。

3.(2021•重庆卷・10)〃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N20和C0,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△/A-283kJ加0口则2N20(g)=2N?(g)+()2(g)的反应热△/XkJ加。广)为()。

、Q(gHlr・+CO3

O7

E

・

3330\N烟+!rO?CO(g)

三\123/~、

褪t1Q__

177O

实中间体I\YteH&co在)

至

中间体n

反应讲声

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

答案：A

解析：根据题中信息可依次书写出热化学方程式:①C0(g)+；02(g)——C0@)

A/X=-283kJ-mor'；@N20(g)+CO(g)—N2(g)+CO2(g)

△〃二-(330+229-123-77)kJ・mol」359kJ-mo广；根据盖斯定律,2X(②-①)得反

应2N20(g);-2N2(g)+02(g),△小2(△//-A/Z)=-152kJ-mol)答案为Ao

4.(2023•山东潍坊模拟)(双选)我国科学家研究化合物M(s)催化CO：氢化机理。由

化合物M(s)生成化合物N(s)过程的机理和相对能量如图所示(已知1eV=1.6X1019

J)oTSI.TS2均为过渡态。下列说法错误的是()。

相对能量/eV

TS2(11.28)

TSI(6.05)/L\

-'、、/\

z08)

^co:(o.ooX\

N(-1T63)

反应过婢

A.过渡态TS2比TSI更稳定

B.过程P-TS2为化合物M生成化合物N的决速步骤

C.化合物M催化CO2氢化反应过程中一定有Fe-0键的断裂

1

D.该过程的热化学方程式为M(s)+C02(g)—N(s)A斤-11.63kJ・mof

答案：AD

解析：本题考查化学反应与能量等有关知识。据题图可知TS1的能量比TS2的能

量低，能量越低的物质越稳定，所以TS1更稳定,A错误;此反应中，过程P-TS2所需

的活化能最大，为化合物M生成化合物N的决速步骤,B正确;M为催化剂，整个反应

前后M的结构不会发生改变，对比M和N的结构特点可知，当N中Fc-0键断裂，

重新连接H原子才能生成M,所以化合物M催化CO,氢化反应过程中一定有Fe—0

键的断裂,C正确;题图所示为一个CO：：分子反应的过程，据题图可知该过程能量变

化△沪-11.63eV,所以当1molCO2参与反应时能量变化为TL63eVX1.6X1019

J/eVX6.02X1023^-1.12X106J=-l120kJ,所以该反应的焰变A^-l120

kJ•mol'D错误。

5.I.(2022•全国乙卷•28节选)(1)已知下列反应的热化学方程式：

-1

©2H2S(g)+302(g)=2S0Xg)+2H20(g)△«=-!036kJ-mol

1

②4H2s(g)+2S0?(g)^~3S,(g)+4H20(g)△“二+94kJ-mol

③21Mg)+(Mg)^~2H20(g)A耳二一484kJ•moL

计算H2s热分解反应④2112s(g)^~84)+21%)的△"=kJ-mor；

答案：+170

解析：题给反应存在关系:反应④三(反应①+反应②)-反应③，根据盖斯定律得

•J

△〃三(△夕+△〃)—A〃qx(T036kJ-mor'+94kJ•mor')-(-484kJ-二十170

kJ-mol'o

⑵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H3。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点

是，缺点是。

答案：获得的乩可作燃料、不产生S0,污染物耗能较多

解析：对比克劳斯工艺处理HS高温热分解方法的优点是在处理H2s的同时，能获

得清洁燃料也、不产生S0,污染物;缺点是H.,S分解时需要高温条件，消耗能源较多。

II.(2021・海南卷・16节选)碳及其化合物间的转化广泛存在于自然界及人类的

生产和生活中。已知25cl00kPa时：

①1mol葡萄糖。凡^回］完全燃烧生成CO《g)和⑴，放出2804kJ热量。

@C0(g)+i02(g)~C02(g)A沪一283kJ・mor'

回答问题：

(3)25℃时,C0e)与何⑴经光合作用生成葡萄糖［CM2()6(s)］和0&)的热化学方程

式为O

1

答案：6C0Xg)+6H20(l)=~€凡2。6($)+60&)△沪+2804kJ•mol

解析：根据题中信息,25℃,100kPa时,1mol葡萄糖完全燃烧时放出2804kJ

热量，则25℃时,C0&)和H2⑴经光合作用生成葡萄糖和(X(g)的热化学方程式可

写为6C02(g)+6H20(l)=~€6Hl206(s)+602(g)△生+2804kJ•mol-；

(4)25℃,100kPa时,气态分子断开1mol化学键的婚变称为键焙。已知0=0、

C=0键的键焰分别为495kJ-mol;799kJ・n】oL,CO(g)分子中碳氧键的键焙为

kJ•mol'o

答案：1067.5

解析：根据定义可知,A盾反应物总键焙-生成物总键烙，则反应②的△沪CO(g)分

子中碳氧键的键烙+罪0=0键的键焰-2XC=0键的键烙二CO(g)分子中碳氧键的

键焙tX495kJ・mor-2X799kJ-283kJ-mol：解得CO(g)分子中碳氧

键的键焙为1067.5kJ-moF；

6.(2023•广东深圳调研)凡0是《联合国气候变化框架公约》所列六种温室气体之

一。目前，直接催化分解法是消除N20的主要方法,该过程中发生的反应如下：

I.2N20(g)^2N2(g)+02(g)A瓜

II.2N20(g)^N2(g)+2N0(g)A氏

HL4N20(g)^3N2(g)+2N02(g)AA

回答下列问题：

⑴根据盖斯定律，