2024天津化学高考专题复习-专题九 化学反应的热效应

专题九化学反应的热效应

五年高考

A组本地区高考题组

(2020天津,10,3分)理论研究表明，在101kPa和298K下,HCN(g)一HNC(g)异构化反应过程的能量

变化如图所示。下列说法错误的是()

反应进程

A.HCN比HNC稳定

B.该异构化反应的AH=+59.3kJmor'

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

隋案D

B组其他地区高考题组

考点1化学反应中的能量变化

1.(2023北京,13,3分)一种分解氯化铁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)Cl中的一种。下列说法正确的是()

A.a、c分别是HC1、NHS

B.d既可以是MgO,也可以是Mg(OH)Cl

C.已知MgCL为副产物,则通入水蒸气可减少MgCb的产生

D.等压条件下，反应①、②的反应热之和，小于氯化铉直接分解的反应热

分案C

第1页共14页

2.(2023浙江1月选考』4,3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

Ch(g)和Cb(g)的相对能量为0],下列说法不无理的是()

A.E6-E3=ES-E2

,

B.可计算Cl—C1键能为2(E2-E3)kJmor

C.相同条件下的平衡转化率：历程11>历程I

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：CIO(g)+O(g)-O2(g)+Cl(g)AH=(E5-E4)

kJmol1

砥案C

3.(2022浙江6月选考J8,2分)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：

物质(g)0HHOHOOH2O2H2O2HQ

能量249218391000-136-242

可根据HO(g)+HO(g)一此02值)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214kJ・molL下列说法不氐硬的是

()

AH的键能为436kJmor1

SO2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：HOO<H2O2

1

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

骸案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—O

键能/(klmoH)436463

热化学方程式2H2(g)+O2(g)—2H20(g)AH=-482kJmol-1

则20(g)-Ch(g)的AH为()

A.428kJmor1B.-428kJmol"

第2页共14页

C.498kJ-mof1D.-498kJ-moL1

砥案D

5.（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：

（1）已知下列反应的热化学方程式：

①302（g）----203（g）K,AH产285kJ-mol-1

②2cH4（g）+O2（g）----2cH30H（1）K2AH2=-329kJmol”

反应③CH4（g）+Ch（g）-CH30H⑴+Ch（g）的△%=kJmol1平衡常数K3=（用K］、K2

表示）。

（2）电喷雾电离等方法得到的M*（Fe+、Co\Ni+等）与O3反应可得MO*。M0）与CM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+CH4M'+CEOH,结果如下

图所示。图中300K的曲线是（填“a”或"b”）。300K、60s时MCT的转化率为（列

出算式）。

(

・65

专

(6

.(

O.0

N妄

0.

TI

一

306090120150时间

（3）MCT分别与CH4、CD«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CH4示

例）。

（i）步骤I和II中涉及氢原子成键变化的是（填"I”或“II”）o

（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MO+与CD4反应的能量变

化应为图中曲线（填“c”或"d”

（iii）M（T与CH2D2反应，笊代甲醇的产量CH2DODCHD20H（填”=”或"v"）。若MCT

与CHDi反应,生成的用代甲醇有种。

第3页共14页

3.（2020浙江7月选考,22,2分）关于下列AH的判断正确的是（）

CO歹（叫）+H+（aq）------HCOg（aq）AH）

CO仁(叫)+^0(1)=^HC()3(叫)+OH(aq)AH2

(:

OH(aq)+H(aq)~=H2O(1)AH3

OH(aq)+CH3COOH(aq)=~=CHjC00(aq)+H20(l)AH4

A.AHI<0AH2<0B.AH1<AH2

C/H3VoAH4>0D.AH3>AH4

Qg案B

4.（2020北京/2,3分）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.lmolC（石墨）和1molCO分另J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）

AH=AHI-AH2

D.化学反应的AH,只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关

砥案C

5.（2019浙江4月选考,23,2分）MgCCh和CaCCh的能量关系如图所示（M=Ca、Mg）：

,,0△Hz1

2+2+2

M(g)+COi-(g)—>M(g)+O(g)+CO2(g)

MCO3(S)--MO(s)+CCh(g)

已知：离子电荷相同时，半径越小,离子键越强。下列说法不正确的是()

A.AH।(MgCO3)>AHi(CaCO3)>0

B.AH2(MgCO3)=AH2(CaCO3)>0

C.AH)(CaCO3)-AH,(MgCO3)=AHj(CaO)-AH3(MgO)

D.对于MgCCh和CaCO3,AH!+AH2>AH3

第5页共14页

Qg案C

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天津河东一模,12)253101kPa卜.，①比(%>-H2(g)+；O2(g)

△Hi=+285.8kJ/mol

②比。⑴---H2O(g)AH2=+44.0kJ/mol

下列说法不氐碰的是()

A.液态水变为水蒸气破坏的是分子间作用力

B.水分解为氢气和氧气，断键吸收的总能量大于成键放出的总能量

C.标准状况下,11.2L水中含共用电子对总数约6.02x1()23

D.25℃、101kPa下,FbCXg)-----H2(g)+1O2(g)AII=+241.8kJ/mol

逑案C

2.(2022天津红桥期中⑻化学反应A2(g)4-B2(g)—2AB(g)的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是

()

A.每生成2个AB分子吸收(a-b)kJ热量

B.该反应的AH=+(a-b)kJ-mol-1

C.该反应中反应物总能量高于生成物总能量

D.断裂1molA—A键和ImolB—B键，放出akJ能量

晴案B

考点2热化学方程式的书写盖斯定律的应用

第6页共14页

1.(2022天津和平期末,8)用一氧化碳还原氮氧化物，可防止氮氧化物污染。已知：

①2c(s)+O2(g)=~=2CO(g)

AH=-221kJmor1

@N2(g)+O2(g)-2NO(g)

AH=+181kJmor1

③2co(g)+2NO(g)------2co2(g)十Nz(g)AH=-747kJmor1

则12gC(s)完全燃烧所放出的热量为()

A.787kJB.221kJC.393.5kJD.442kJ

砥案C

2.(2022天津河西一模,16,节选)人们不断探索将燃油汽车尾气中的有害气体N0与C0进行无毒转化，并

将CO?进行甲烷化实现“碳中和".在Ni-CeCh负载型金属催化作用下,可实现CO?低温甲烷化.反应

分如下三步进行：

:1

反应I：CO2(g)+H2(g)^CO(g)+H2O(g)AHi=+41kJ-mol-

反应II：AH2

;;i1

反应in：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)AH3=-165kJ-moK

写出反应HCO(g)和比值)反应生成CHJg)和比0值)的热化学方程式：。

1

0答案CO(g)+3H2(g)^-CH4(g)+H2O(g)AH2=-206kJinoV

B组综合题组

1.(2022天津南开期末,10)碘在不同状态下(固态或气态)与氢气反应的热化学方程式如下所示。

①H2(g)+l2(?)12HI(g)

AH=-9.48kJmor1

②比⑵十以?)^~~2HI(g)

AH=+26.48kJmor1

下列判断正确的是()

A.HI(g)比HI⑸热稳定性更好

B.lmol固态碘升华时将吸热17kJ

C.①中的k为固态，②中的b为气态

D.①的反应物总能量比②的反应物总能量息

第7页共14页

Qg案D

2.(2022天津南开期末,16,节选)氮元素的单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。PI答卜.

列问题：

(1)反应i：N2(g)+3H2(g)u"2NH3(g)AHi=-92.4kj-mol'1

1

反应ii：2H2(g)+O?(g)----2H20(g)AH2=-483.6kj-mol-

则氨气完全燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式为O

(2)已知反应i断开1mol化学键所需的能量如表所示。

N=NH—HN—H

键能/kJmol/945436?

则断开1molN—H键所需的能量是—kJ。

砥案(l)4NH3(g)+3O2(g)----2N2(g)+6H2O(g)AH=-1266kJ/mol⑵390.9

3.(2022天津和平期末,16节选)在钉配合物催化下CO?加氢合成甲酸发生反应【，同时还伴有反应II发生。

;;1

I,CO2(g)+H2(g)=^HCOOH(g)AHi=-30.9kJ-mol'

II.CO2(g)+H2(g)-CO(g)+H2O(g)AH2

已知：298K时，部分物质的相对能量如下表所示，则HCOOH(g)的相对能量为kJmol^AH1—

AH2(填或“=”)。

HO(g)CO(g)

物质CO2(g)H2(g)2

相对能量/(kJmol」)-3930-242-110

砥案-423.9<

4.(2022天津红桥期中,16川2与。2、F?均能发生反应，下图为H2(g)与F?(g)发生反应生成HF(g)过程中的

能量变化示意图。

0,0+OOw

2x555kJ・ino卜

l54kJ，molZ436kJ-mol*xcooo

OOOO

F?(g)一妙HK(g)

反应物生成物

请巴答下列问题:

(1)完成转化I、II(填“吸收”或“放出"，下同)能量，完成转化in.能量。

(2)吐©和F2(g)反应的热化学方程式为.

(3)%在O,中燃烧的过程主要是.能转化为能的过程。

第8页共14页

800,CAr

(4)由金红石(TiCh)制取单质Ti的步骤：TiCh―*TiChMBTi

已知：

I.C(s)+O2(g)-----CO2(g)AH=-393.5kJmol"

:1

II.2CO(g)4-O2(g)----2CO2(g)AH=-566kJmol-

IILTiO2(s)+2C12(g)^=TiCU(s)+O2(g)AH=+141kJmor1

则TiO2(s)+2cb(g)十2c(s)----TiCl4(s)+2CO(g)AH=

隋案(1)吸收放出

1

(2)H2(g)+F2(g)----2HF(g)AH=-540kJ-mol-

(3)化学热(4)-80kJmor1

考法训练

考法反应历程与能量图像分析

1.(2021山东,14,4分尸0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:

8(厂

18OHC—c—OCH18O

I.3I3

OHHc—c—OH4-CH3O-

H3C—c—OCH3+OH-n73

18OH

H3C—c—OCH3

能量变化如图所示。已知OHO-为快速平衡，下列说法正确的是

)

能

过渡态】

L、过渡态2

/T\

!H£Tj-OCH；

-'()OH\

H.cJ—OCH,丁

H,C-C—OH

+CH&

反而历程

A.反应H、m为决速步

B.反应结束后，溶液中存在,8OH-

C.反应结束后，溶液中存在18

CH3OH

D.反应I与反应IV活化能的差值等于图示总反应的婚变

第9页共14页

砥案B

2.（2020山东,14,4分）（双选）1,3-「二烯与HBr发生加成反应分两步：第一步FT进攻1,3-丁二烯生成碳正

离子（（凡屈诅）；第二步进攻碳正离子完成1,2-加成或1,4-加成。反应进程中的能量变化如图所示。

已知在0℃和40℃时,1,2-加成产物与1,4-加成产物的比例分别为70：30和15：85。下列说法正确的

是（）

能

量

（；H,

（1,2-加成产物）

CH,CHBrCH=CH.

CH、=CU—CH=CH,

，'-CllCH=CIICH,B；

+HBrt

（1.4-加成产物广

反应进程

A.1,4-加成产物比1,2■加成产物稳定

B与0℃相比,40℃时1,3-丁二焙的转化率增大

C.从0°C升至40°C,1,2-加成正反应速率增大」,4-加成正反应速率减小

D.从0℃升至40C,1,2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度

逑案AD

3.（2023天津和平期末,7）研究发现Pdz团簇可催化CO的氧化，在催化过程中路径不同可能生成不同的过

渡态和中间产物（过渡态已标出），卜.图为路径1和路径2催化的能量变化。卜.列说法错误的是（）

1

rO-1

s

-2

g-x-3

ffi-4V-

A.CO的催化氧化反应为2c0+。2-2co2

B.反应路径1的催化效果更好

C.路径1和路径2第一步能量变化都为3.22eV

D.路径1中最大能垒（活化能）Eg.77eV

0g案B

4.（2023天津十二区联考,9）金属Ni可活化C2H6放出CH%其反应历程如图所示:

第10页共14页

50.00

也空生I&),49.50、、、iCH«RCHM

0.00

0.00、冲间休!，--2工向：

-50.00-56.5/:

-100.0()

*间体?4

-150.00

-I54.X2

下列关于活化历程的说法错误的是()

A.中间体1T中间体2的过程是放热过程

B.加入催化剂可降低该反应的反应热，加快反应速率

C.Ni和C2H6的总键能小于NiCH2和CH4的总键能

D.中间体2T中间体3的过程是决定整个历程反应速率的关键步骤

砥案B

5.(2021全国甲,28,14分)二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题:

(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：

CO2(g)+3H2(g)-CH3OH(g)+H2O(g)

该反应一般认为通过如下步骤来实现：

①CO2(g)+H2(g)-CO(g)+H2O(g)

AH]=+41kJ-mof1

@CO(g)+2H2(g)-CH30H(g)

△H2=-90kJmol-'

总反应的AH=kJmol1；若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是一

(填标号)，判断的理由是“

W

相

黑

*

(：()+ll,O+2ll；/7；(V)+H,0v+24

CO,+3H,(：II/)H+IIX)CH,OH+H,O

反应进程反应进程

B

W

S

摒

拴

反应进程反应进程

第11页共14页

(2)合成总反应在起始物n(H2)/n(CO2)=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为

5

x(QbOH),在t=250℃下的x(CH?OH)-p,在p=5xlOPa下的x(CH3OH)-t如图所示。

p/10'Pa

1

-

O.SO

S9

0<

。8

三

OO.07

=O.

UO.0(

。I63

H0.S

4

(>03

O.

0.02

0.01

〃霓

①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数,表达式Kp=

②图中对应等压过程的曲线是，判断的理由是

③当X(CH3OH)=0.10时,CO2的平衡转化率a=，反应条件可能为

或O

0答案⑴-49AAH1为正值,人比和AH为负值，反应①的活化能大于反应②

z?v-p,P(H2O)*P(CH3OH)

I"p3(&)・pg)

②b总反应AHvO,升高温度时亚衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数变小

③33.3%5xlO5Pa,2i0℃9xlD5Pa,250℃

6.(2023天津耀华中学第三次月考,16节选)处理、回收利用CO是环境科学研究的热点课题。回答下列

问题：

(1)CO用于处理大气污染物N?O的反应为C0(g)+N20(g)=CO2(g)+N2(g)o在ZtT作用卜该反应的具

体过程如图1所示，反应历程中能量变化情况如图2所示。

第12页共14页

1

总反应:CO(g)+N2O(g)-CO2(g)+N2(g)AH=kJ-mol；该总反应的决速步是反应(填“①”

或“②”)，该判断的理由是。

(2)已知：CO(g)+N2O(g)-CO?(g)+N2(g)的速率方程为v=kc(N2O),k为速率常数，只与温度有关。为提

高反应速率，可采取的措施是(填字母序号)。

A.升温

B.恒容时，再充入CO

C.恒压时，再充入N2O

D.恒压时，再充入N：

(3)在总压为100kPa的恒容密闭容器中,充入一定量的CO(g)和N2O(g)发生上述反应，在不同条件下达到

平衡时，在「K时NzO的转化率与喘在喘时N2。的转化率与3的变化曲线如图3所示：

①N2O的转化率随当肝的变化曲线为曲线(填"I”或“II”);

②"T2(填或“V”)。

砥案(1)-361.22①反应①的最大活化能是149.6kJnol工反应②的最大活化能是108.22kJmoU,

反应①的最大活化能更大,故反应①是总反应的决速步(2)AC(3)①II②,

7.(2022天津一中月考,16,节选)甲醇既是重要的化工原料,又是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔

前景，研究甲醇具有重要意义。

(1)利用CO?和H?合成甲醇是CO?资源化利用的重要方法。

若&(g)和CH30H⑴的燃烧热分别为△Hi=-285.8kJ-mol-1和AH2=-726.5kJmol，则由CCh和比反应生

成液态甲醇和液态水的热化学方程式为。此反应的活化能Ea(正)

Ea(逆)(填或“V"),该反应应选择(填“高温”或“低温”)高效催化剂。

(2)利用CFU与02在催化剂的作用下合成甲醇。

土反应；CH4+；O2(g)=^CH30H(g)AH