1、北京曲一线图书策划有限公司 2024版5年高考3年模拟A版专题九化学反应的热效应基础篇考点一化学反应中能量变化的有关概念1.(2023届山西长治9月质检,14)化学反应中的能量变化,通常主要表现为热量的变化。下列相关表述正确的是()A.一定条件下,将0.5 mol H2和0.5 mol I2(g)置于密闭容器中充分反应生成HI放热a kJ,其热化学方程式为H2(g)+I2(g) 2HI(g)H=-2a kJ/molB.在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,表示氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)+12O2(g) H2O(l)H=-285.8 kJ/mol
2、C.S(g)+O2(g) SO2(g)H1S(s)+O2(g) SO2(g)H2H1H2D.HCl和NaOH反应的中和反应反应热H=-57.3 kJ/mol,则0.5 mol H2SO4和足量Ba(OH)2溶液反应的H=-57.3 kJ/mol答案B2.(2022上海崇明二模,5)有关反应的热效应说法正确的是()A.常温下自发进行的反应也可以是吸热反应B.氧化还原反应都属于放热反应C.有催化剂参与的反应是放热反应D.有化学键断裂的反应是吸热反应答案A3.(2020天津,10,3分)理论研究表明,在101 kPa和298 K下,HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错
3、误的是()A.HCN比HNC稳定B.该异构化反应的H=+59.3 kJmol-1C.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答案D4.(2022上海徐汇二模,19改编)氢气是一种清洁能源,下图是H2和O2反应生成H2O的能量变化示意图,由图可知下列说法中正确的是()A.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)H=-571.6 kJmol-1B.生成2 mol H2O(g)需要吸收483.6 kJ的能量C.H2和O2具有的总能量比H2O所具有的总能量高D.H2O(g)H2O(l),断键吸收的能量小于成键释放的能量答案A5.(2023届重庆一中10月月考,13)BaSO
4、3和盐酸反应:BaSO3(s)+2HCl(aq) SO2(g)+H2O(l)+BaCl2(aq)H。该反应的反应历程和部分物质的相对能量如下图所示。BaSO3(s) BaSO3(aq)H1BaSO3(aq) Ba2+(aq)+SO32-(aq)H2SO32-(aq)+H+(aq) HSO3-(aq)H3HSO3-(aq)+H+(aq) H2SO3(aq)H4H2SO3(aq) H2O(l)+SO2(aq)H5SO2(g) SO2(aq)H6下列说法正确的是()A.盐酸与BaSO3反应较与Na2SO3反应慢,与c(SO32-)较小等因素有关B.H=H1+H2+H3+H4+H5+H6C.一定温度下
5、,BaSO3饱和溶液中,加入BaCl2固体,c(Ba2+)c(SO32-)增大D.SO32-(aq)+2H+(aq) H2O(l)+SO2(g)H=(c-a) kJmol-1答案A6.(2022河南洛阳二模,11)我国科研人员提出了由小分子X、Y转化为高附加值产品M的催化反应历程。该历程可用示意图表示如下。下列说法正确的是()A.由X、Y生成M的总反应原子利用率为100%B.过程属于吸热反应C.X、Y、M分别为甲烷、二氧化碳和乙醇D.反应过程中有CH键、CC键、OH键形成答案A7.(2020浙江1月选考,22,2分)在一定温度下,某反应达到了化学平衡,其反应过程对应的能量变化如图。下列说法正确
6、的是()A.Ea为逆反应活化能,Ea为正反应活化能B.该反应为放热反应,H=Ea-EaC.所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量D.温度升高,逆反应速率加快幅度大于正反应速率加快幅度,使平衡逆移答案D8.(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。H2(g)+I2(?) 2HI(g)H=-9.48 kJ/molH2(g)+I2(?) 2HI(g)H=+26.48 kJ/mol下列判断正确的是()A.HI(g)比HI(s)热稳定性更好B.1 mol固态碘升华时将吸热17 kJC.中的I2为固态,中的I2为气态D.的反应物总能量比的反应物
7、总能量高答案D9.(2022海南中部六市县一模,11)(双选)以CO和H2为原料合成甲醇是工业上的成熟方法,直接以CO2为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用CO2人工合成淀粉时,第一步就需要CO2转化为甲醇。已知:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)H1=-90.5 kJmol-1CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)H2=-41.1 kJmol-12H2(g)+O2(g) 2H2O(g)H3=-483.6 kJmol-1下列说法正确的是()A.若温度不变,反应中生成1 mol CH3OH(l)时,放出的热量大于90.5 kJB.对于反应,选用高效催化剂,可降低反应的
8、焓变C.CO2与H2合成甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)H=-49.4 kJmol-1D.以CO2和H2O为原料合成甲醇,同时生成O2,该反应放出能量答案AC10.(2022河北秦皇岛三模,12)在催化剂表面CO2与H2反应的部分历程如图所示,吸附在催化剂表面的物种用“”标注,Ts表示过渡态。下列说法错误的是()A.物质吸附在催化剂表面时通常比其形成的过渡状态稳定B.是图中至的历程中的决速步骤C.的过程中断裂了非极性共价键D.反应CO2+H2(g) CO+H2O(g)的H0答案C考点二热化学方程式盖斯定律1.(2022重庆育才中学二模,13)“世上
9、无难事,九天可揽月”,我国的航空航天事业取得了举世瞩目的成就。碳酰肼类化合物Mn(L)3(ClO4)2是一种优良的含能材料,可作为火箭推进剂的组分,其相关反应的能量变化如图所示,已知H2=-299 kJ/mol,则H1为()A.-1 703 kJ/molB.-1 389 kJ/molC.-1 334 kJ/molD.-1 160 kJ/mol答案A2.(2020北京,12,3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.1 mol C(石墨)和1 mol CO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)H=H1-H2D.化学反
10、应的H,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关答案C3.(2019海南单科,5,2分)根据图中的能量关系,可求得CH键的键能为()A.414 kJmol-1B.377 kJmol-1C.235 kJmol-1D.197 kJmol-1答案A4.(2022河北,16节选)氢能是极具发展潜力的清洁能源,以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。(1)298 K时,1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ。表示H2燃烧热的热化学方程式为。答案(1)H2(g)+12O2(g) H2O(l)H=-286 kJmol-15.(2022天津河西一模,
11、16节选)人们不断探索将燃油汽车尾气中的NO与CO进行无毒转化,并将CO2进行甲烷化实现碳中和,请结合相关信息按要求回答下列问题。(2)在Ni-CeO2负载型金属催化作用下,可实现CO2在低温下甲烷化。反应分如下三步进行:反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)H1=+41 kJmol-1反应:H2反应:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)H3=-165 kJmol-1写出反应 CO(g)和H2(g)反应生成CH4(g)和H2O(g)的热化学方程式:。答案CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g)H2=-206 kJmol-16.(2022安徽合肥
12、三模,28节选)甲烷催化裂解是工业上制备乙炔的方法之一。回答下列问题:(1)已知:CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)H1=-885 kJ/mol2C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(l)H2=-2 600 kJ/mol2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)H3=-572 kJ/mol则2CH4(g) C2H2(g)+3H2(g)H=kJ/mol(2)若用、和分别表示CH4、C2H2、H2和固体催化剂,在固体催化剂表面CH4的裂解过程如图所示,从吸附到解吸的过程中,能量状态最高的是(填标号)。答案(1)+388(2)B7.(2021河北,16节选)当今
13、,世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此,研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。(1)大气中的二氧化碳主要来自煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25 时,相关物质的燃烧热数据如下表:物质H2(g)C(石墨,s)C6H6(l)燃烧热H(kJmol-1)-285.8-393.5-3 267.5则25 时H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)的热化学方程式为 。答案(1)6C(石墨,s)+3H2(g)C6H6(l)H=+49.1 kJmol-18.(2022河北唐山二模,16节选)甲醇和甲醛是重要的化工原料。利用气态甲醇在催化剂条件下脱氢制备甲醛的主要反应为CH
14、3OH(g) HCHO(g)+H2(g),反应机理图示如下:(其中虚线部分为副反应)回答下列问题:(1)主要反应的最大能垒为 kJmol-1。(2)副反应的热化学方程式为。(3)已知H2(g)+12O2(g) H2O(g)H1=-240.2 kJmol-1CO(g)+12O2(g) CO2(g)H2=-283 kJmol-1则CH3OH(g)+32O2(g) CO2(g)+2H2O(g)的H=kJmol-1。答案(1)73.2(2)CH3OH(g) CO(g)+2H2(g)H=+90.4 kJmol-1(3)-673综合篇综合反应热的计算方法与大小比较1.(2021浙江1月选考,20,2分)已
15、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/(kJmol-1)436463热化学方程式2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)H=-482 kJmol-1则2O(g) O2(g)的H为()A.428 kJmol-1B.-428 kJmol-1C.498 kJmol-1D.-498 kJmol-1答案D2.(2022重庆南开中学第九次质检,11)fHm为标准摩尔生成焓,其定义为标准状况下,由稳定相态的单质生成1 mol该物质的焓变,而稳定相态单质的fHm为零。根据下表数据计算CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g)的反应热(H)为()物质CH4(g)H2O(g)C
16、O2(g)fHm/(kJ/mol)-74.8-241.8-393.5A.+76.9 kJ/molB.+164.9 kJ/mol C.-76.9 kJ/molD.-164.9 kJ/mol答案B3.(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N2O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H=-283 kJmol-1,则2N2O(g) 2N2(g)+O2(g)的反应热H(kJmol-1)为()A.-152B.-76C.+76D.+152答案A4.(2023届安徽江淮十校联考一,9)下列关于反应热的说法正确的是()A.a
17、.A(g)+B(g) C(g)H1;b.A(s)+B(g) C(g)H2,若a、b反应均放热,则H10,恒温恒压下达平衡后加入X,上述反应H增大答案A5.(2019江苏单科,11,4分)氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是()A.一定温度下,反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)能自发进行,该反应的H0B.氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e- 4OH-C.常温常压下,氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2,转移电子的数目为6.021023D.反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)的H可通过下式估算:H=反应中形成新共价键的键能之和-反应
18、中断裂旧共价键的键能之和答案A6.(2021黑龙江哈尔滨期中,18)室温下,将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为H1;将1 mol的CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为H2,CuSO45H2O受热分解的化学方程式为CuSO45H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为H3。则下列判断正确的是()A.H1H3B.H20,H2+H3=H1C.H1+H2H3D.H30,H2H3答案D7.(2018浙江11月选考,21,2分)已知:H2O(g) H2O(l)H1C6H12O6(g) C6H12O6(s)H2C6H12O6(s)+6O2(g) 6
19、H2O(g)+6CO2(g)H3C6H12O6(g)+6O2(g) 6H2O(l)+6CO2(g)H4下列说法正确的是()A.H10,H20,H3H4 B.6H1+H2+H3-H4=0C.-6H1+H2+H3-H4=0 D.-6H1+H2-H3+H4=0答案B8.(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)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/kJmol-1249218391000-136-242可根据HO(g)+HO(g) H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJmol-1。下列说法不正确的是()A.H2的键能为436 kJ
20、mol-1B.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:HOOH1(CaCO3)0B.H2(MgCO3)=H2(CaCO3)0C.H1(CaCO3)-H1(MgCO3)=H3(CaO)-H3(MgO)D.对于MgCO3和CaCO3,H1+H2H3答案C10.(2021浙江6月选考,21,2分)相同温度和压强下,关于反应的H,下列判断正确的是()A.H10,H20B.H3=H1+H2C.H1H2,H3H2D.H2=H3+H4答案C11.(2018天津理综,10节选)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)已知上述反应
21、中相关的化学键键能数据如下:化学键CHCOHHC O(CO)键能/kJmol-14137454361 075则该反应的H=。答案+120 kJmol-112.(2022黑龙江齐齐哈尔二模,28节选)含氯化合物的反应在化学工业中具有重要的地位。回答下列问题:(1)次氯酸钠氧化法可以制备Na2FeO4。已知:2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)H=a kJmol-1NaCl(aq)+H2O(l) NaClO(aq)+H2(g)H=b kJmol-14Na2FeO4(aq)+10H2O(l) 4Fe(OH)3(s)+3O2(g)+8NaOH(aq)H=c kJmol-1反应2Fe(OH)3(s)
22、+3NaClO(aq)+4NaOH(aq) 2Na2FeO4(aq)+3NaCl(aq)+5H2O(l)的H=kJmol-1。答案(1)-32a-3b-12c13.(2018江苏单科,20节选)NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。(1)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下:2NO2(g)+H2O(l) HNO3(aq)+HNO2(aq)H=-116.1 kJmol-13HNO2(aq) HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)H=75.9 kJmol-1反应3NO2(g)+H2O(l) 2HNO3(aq)+NO(g)的H=kJmol
23、-1。答案-136.214.(2022福建龙岩三模,13节选)CO2-CH4催化重整是减缓温室效应、实现碳中和的重要方式,其主反应为CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)H,反应体系还涉及以下副反应:.CH4(g) C(s)+2H2(g)H1=+75.0 kJ/mol.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)H2=+41.0 kJ/mol.CO(g)+H2(g) C(s)+H2O(g)H3=-131.0 kJ/mol(1)主反应的H=kJ/mol。(2)我国学者对催化重整的主反应进行理论研究,提出在Pt-Ni或Sn-Ni合金催化下,先发生甲烷逐级脱氢反应,其反应历程如
24、图所示(*表示吸附在催化剂表面)。不同催化剂的甲烷脱氢反应历程与相对能量的关系该历程中最大能垒E(正)=eV。答案(1)+247(2)3.80915.(2021全国甲,28节选)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: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:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)H1=+41 kJmol-1CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)H2=-90 kJmol-1总反应的H=kJmol-1;若反应为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的
25、是(填标号),判断的理由是。答案-49AH1为正值,H2和H为负值,反应活化能大于反应的16.(2021山西运城期中,20节选)利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H1CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H2CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H3回答下列问题:(1)已知反应中相关的化学键键能数据如下:化学键HHCOHOCHE/(kJmol-1)4363431 076465413由此计算H1= kJmol-1,已知H2=-58 kJmol-1,则H3=kJmol-1。(2
26、)科学家提出制备“合成气”反应历程分两步:反应:CH4(g)C(ads)+2H2(g)(慢反应)反应:C(ads)+CO2(g)2CO(g)(快反应)上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图所示:CH4与CO2制备合成气的热化学方程式为。答案(1)-99+41(2)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H=+(E3-E1)kJmol-117.(2021山东,20节选)2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油添加剂。在催化剂作用下,可通过甲醇与烯烃的液相反应制得,体系中同时存在如下反应:反应:+CH3OHH1反应:+CH3OHH2反应:H3回答下列问题:(
27、1)反应、以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图所示。据图判断,A和B中相对稳定的是(用系统命名法命名);H1H2的数值范围是(填标号)。A.1答案2-甲基-2-丁烯D应用篇应用反应历程与能量图像分析1.(2022河北保定一模,6)苯亲电取代反应中卤代反应的反应进程与能量变化曲线如图所示,下列说法正确的是()A.反应分三步进行,且各步均为吸热反应B.决速步的能垒是E2C.总反应的H=E1+E2+E3D.升温既能加快反应速率,又能提高该卤代反应的平衡转化率答案B2.(2023届黑龙江哈尔滨学业监测,13)顺-2-丁烯、反-2-丁烯分别与氢气加成制备丁烷的焓的变化如图所示。下列说法正
28、确的是()A.上述反应均为吸热反应B.顺-2-丁烯比反-2-丁烯稳定C.1 mol顺-2-丁烯转化为1 mol反-2-丁烯放热4.2 kJD.发生加成反应时,顺-2-丁烯断键吸收的能量高于反-2-丁烯断键吸收的能量答案C3.(2022海南中学第9次月考,12)苯的亲电取代反应分两步进行,可表示为。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.反应过程中,环上碳原子的杂化类型发生了变化B.反应速率:反应物D.E1与E2的差值为总反应的焓变答案D4.(2022北京东城二模,10)下图是计算机模拟的在催化剂表面上水煤气变化的反应历程。吸附在催化剂表面的物种用“*”标注。下列说法正确的
29、是()A.表示CO和H2O从催化剂表面脱离的过程B.和中化学键变化相同,因此吸收的能量相同C.由图可知CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)为吸热反应D.本历程中的催化剂通过改变水煤气变化反应的焓变,来实现改变其反应速率答案B5.(2023届河南豫西名校开学考,11)利用CO2与CH4制备合成气(CO、H2),可能的反应历程如图所示:下列说法正确的是()A.制备合成气的反应为CH4(g) C(ads)+2H2(g)H=(E1-E3) kJmol-1B.若E3+E20B.由状态到状态所发生的反应均为氧化还原反应C.由状态到状态的变化过程有极性键的断裂和形成D.总反应的化学方程式为4N
30、H3+2NO+2O2 3N2+6H2O答案C8.(2022福建宁德5月质检,8)我国科学家采用磷化硼(BP)纳米颗粒成功地实现了高选择性电还原CO2制CH3OH,CO2在阴极催化剂表面的变化及反应历程如图所示: 下列说法正确的是()A.制备CH3OH过程中得到相对较多的副产物是CH2OB.在催化剂上生成CH3OH的电极反应式为CO2+6H+6e- CH3OH+H2OC.在催化剂上生成CH3OH的过程中有极性键和非极性键的断裂和形成D.*CO+*OH *CO+*H2O为放热过程答案B9.(2022河北张家口三模,12)(双选)硫酸甲酯(CH3OSO3H)是制造染料的甲基化试剂。我国科学家利用计算
31、机模拟技术,分别研究反应CH3OH+SO3 CH3OSO3H在无水和有水条件下的反应历程,如图所示。下列说法正确的是() A.CH3OH的能量高于CH3OSO3H的能量,因此该反应的HC.生成P的速率: D.进程中,Z没有催化作用答案AD11.(2022山东,10,2分)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HONO的反应历程有2种C.增大NO的量,C3H8的平衡转化率不变D.当主要发生包含的历程时,最终生成的水减少答案D12.(2021山东,14,4分)18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解
32、,部分反应历程可表示为:+OH-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、为决速步B.反应结束后,溶液中存在18OH-C.反应结束后,溶液中存在CH318OHD.反应与反应活化能的差值等于图示总反应的焓变答案B13.(2021湖南,14,4分)(双选)铁的配合物离子用LFeH+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: 下列说法错误的是()A.该过程的总反应为HCOOHCO2+H2B.H+浓度过大或者过小,均导致反应速率降低C.该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化D.该过程的总反应速率由步骤决定答案CD14.(2022河北,16节选)(5)甲醇燃料电池中,吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO,四步可能脱氢产物及其相对能量如图,则最可行途径为a(用bj等代号表示)。答案(5)behj第 25 页 共 25 页