专题07化学反应的热效应-五年（2019-2023）高考化学真题分项汇编（全国通用）（解析版）_赠送：2008-2024全套高考真题_高考化学真题_送高考化学五年真题(2019-2023)分项汇编（全国通用）

五年（2019-2023）年高考真题分项汇编 专题 07 化学反应的热效应 〖2023年高考真题〗 考点一 化学反应中的能量变化 1．（2023·湖北卷）2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，标志着我国航天事业进入到高质量发 展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是 A．液氮-液氢 B．液氧-液氢 C．液态 -肼 D．液氧-煤油 【答案】A 【解析】A．虽然氮气在一定的条件下可以与氢气反应，而且是放热反应，但是，由于 键能很大， 该反应的速率很慢，氢气不能在氮气中燃烧，在短时间内不能产生大量的热量和大量的气体，因此，液氮- 液氢不能作为火箭推进剂，A符合题意； B．氢气可以在氧气中燃烧，反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体，因此，液氧-液氢能作为火箭 推进剂，B不符合题意； C．肼和 在一定的条件下可以发生剧烈反应，该反应放出大量的热，且生成大量气体，因此，液态 -肼能作为火箭推进剂，C不符合题意； D．煤油可以在氧气中燃烧，反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体，因此，液氧-煤油能作为火箭 推进剂，D不符合题意； 综上所述，本题选A。 考点二 反应历程、机理图分析 2．（2023·新课标卷）“肼合成酶”以其中的 配合物为催化中心，可将 与 转化为肼( )，其反应历程如下所示。 下列说法错误的是 A． 、 和 均为极性分子 B．反应涉及 、 键断裂和 键生成 C．催化中心的 被氧化为 ，后又被还原为 D．将 替换为 ，反应可得【答案】D 【解析】A．NH OH，NH ，HO的电荷分布都不均匀，不对称，为极性分子，A正确； 2 3 2 B．由反应历程可知，有N－H，N－O键断裂，还有N－H键的生成，B正确； C．由反应历程可知，反应过程中，Fe2+先失去电子发生氧化反应生成Fe3+，后面又得到电子生成Fe2+，C 正确； D．由反应历程可知，反应过程中，生成的NH NH 有两个氢来源于NH ，所以将NH OH替换为ND OD， 2 2 3 2 2 不可能得到ND ND ，得到ND NH 和HDO，D错误； 2 2 2 2 故选D。 3．（2023·湖南卷） 是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成 的某 (Ⅱ)催化剂(用 表示)能高效电催化氧化 合成 ，其反应机理如图所示。 下列说法错误的是 A． (Ⅱ)被氧化至 (Ⅲ)后，配体 失去质子能力增强 B．M中 的化合价为 C．该过程有非极性键的形成 D．该过程的总反应式： 【答案】B 【解析】A． (Ⅱ)被氧化至 (Ⅲ)后， 中的 带有更多的正电荷，其与N原子成键后， 吸引电子的能力比 (Ⅱ)强，这种作用使得配体 中的 键极性变强且更易断裂，因此其失去质 子（ ）的能力增强，A说法正确； B． (Ⅱ)中 的化合价为+2，当其变为 (Ⅲ)后， 的化合价变为+3， (Ⅲ)失去2个质子后，N原子 产生了1个孤电子对， 的化合价不变；M为 ，当 变为M时，N原子的 孤电子对拆为2个电子并转移给 1个电子，其中 的化合价变为 ，因此，B说法不正确； C．该过程M变为 时，有 键形成， 是非极性键，C说法正确；D．从整个过程来看， 4个 失去了2个电子后生成了1个 和2个 ， (Ⅱ)是催化剂，因此， 该过程的总反应式为 ，D说法正确； 综上所述，本题选B。 〖2022年高考真题〗 考点一 化学反应中的能量变化 4．（2022·天津卷）一定条件下，石墨转化为金刚石吸收能量。下列关于石墨和金刚石的说法正确的是 A．金刚石比石墨稳定 B．两物质的碳碳 键的键角相同 C．等质量的石墨和金刚石中，碳碳 键数目之比为4∶3 D．可以用X射线衍射仪鉴别金刚石和石墨 【答案】D 【详解】A．石墨转化为金刚石吸收能量，则石墨能量低，根据能量越低越稳定，因此石墨比金刚石稳定， 故A错误； B．金刚石是空间网状正四面体形，键角为109°28′，石墨是层内正六边形，键角为120°，因此碳碳 键的 键角不相同，故B错误； C．金刚石是空间网状正四面体形，石墨是层内正六边形，层与层之间通过范德华力连接，1mol金刚石有 2mol碳碳 键，1mol石墨有1.5mol碳碳 键，因此等质量的石墨和金刚石中，碳碳 键数目之比为 3∶4，故C错误； D．金刚石和石墨是两种不同的晶体类型，因此可用X射线衍射仪鉴别，故D正确。 综上所述，答案为D。 5．（2022·浙江卷）标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表： 物质(g) O H HO HOO H O H O H O 2 2 2 2 2 24 能量/kJmol-1 218 39 10 0 0 136 242 9 可根据HO(g)+HO(g)=H 2 O 2 (g)计算出H 2 O 2 中氧氧单键的键能为214kJmol-1。下列说法不正确的是A．H 2 的键能为436kJmol-1 B．O 的键能大于H O 中氧氧单键的键能的两倍 2 2 2 C．解离氧氧单键所需能量：HOOⅠ C．生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ D．进程Ⅳ中，Z没有催化作用 【答案】AD 【解析】A．由图中信息可知，进程Ⅰ中S的总能量大于产物P的总能量，因此进程I是放热反应，A说法 正确； B．进程Ⅱ中使用了催化剂X，但是催化剂不能改变平衡产率，因此在两个进程中平衡时P的产率相同，B 说法不正确； C．进程Ⅲ中由S•Y转化为P•Y的活化能高于进程Ⅱ中由S•X转化为P•X的活化能，由于这两步反应分别 是两个进程的决速步骤，因此生成P的速率为Ⅲ<Ⅱ，Ｃ说法不正确； D．由图中信息可知，进程Ⅳ中S吸附到Z表面生成S•Z，然后S•Z转化为产物P•Z，由于P•Z没有转化为 P＋Z，因此，Z没有表现出催化作用，D说法正确； 综上所述，本题选AD。 8．（2022·山东卷）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 的反应历程有2种 C．增大NO的量， 的平衡转化率不变 D．当主要发生包含②的历程时，最终生成的水减少 【答案】D 【解析】A．根据反应机理的图示知，含N分子发生的反应有NO+∙OOH=NO+∙OH、 2 NO+NO +H O=2HONO、NO +∙C H=C H+HONO、HONO=NO+∙OH，含N分子NO、NO 、HONO中N元 2 2 2 3 7 3 6 2 素的化合价依次为+2价、+4价、+3价，上述反应中均有元素化合价的升降，都为氧化还原反应，一定有 电子转移，A项正确； B．根据图示，由NO生成HONO的反应历程有2种，B项正确；C．NO是催化剂，增大NO的量，C H 的平衡转化率不变，C项正确； 3 8 D．无论反应历程如何，在NO催化下丙烷与O 反应制备丙烯的总反应都为2C H+O 2 3 8 2 2C H+2H O，当主要发生包含②的历程时，最终生成的水不变，D项错误； 3 6 2 答案选D。 〖2021年高考真题〗 考点一 化学反应中的能量变化 9．（2021·浙江）相同温度和压强下，关于反应的 ，下列判断正确的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】 一般的烯烃与氢气发生的加成反应为放热反应，但是，由于苯环结构的特殊性决定了苯环结构的稳定性， 苯与氢气发生加成反应生成1，3-环己二烯时，破坏了苯环结构的稳定性，因此该反应为吸热反应。 【详解】 A．环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应，因此， ，A不正 确； B．苯分子中没有碳碳双键，其中的碳碳键是介于单键和双键之间的特殊的共价键，因此，其与氢气完全 加成的反应热不等于环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应的反应热之和，即 ，B不正确； C．环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放反应， ，由于1mol 1，3- 环己二烯与氢气完全加成后消耗的氢气是等量环己烯的2倍，故其放出的热量更多，其 ；苯与 氢气发生加成反应生成1，3-环己二烯的反应为吸热反应（ ），根据盖斯定律可知，苯与氢气完全 加成的反应热 ，因此 ，C正确； D．根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加成的反应热 ，因此 ，D不正确。 综上所述，本题选C。 10．（2021·广东）“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学，长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是 A．煤油是可再生能源 B． 燃烧过程中热能转化为化学能 C．火星陨石中的 质量数为20 D．月壤中的 与地球上的 互为同位素 【答案】C 【详解】 A．煤油来源于石油，属于不可再生能源，故A错误； B．氢气的燃烧过程放出热量，将化学能变为热能，故B错误； C．元素符号左上角数字为质量数，所以火星陨石中的 20Ne 质量数为20，故C正确； D．同位素须为同种元素，3He 和 3H的质子数不同，不可能为同位素关系，故D错误； 故选C。 11．（2021·浙江）相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】 A． 和 物质的量相同，且均为气态， 含有的原子总数多， 的摩尔质量大， 所以熵值 ，A错误； B．相同状态的相同物质，物质的量越大，熵值越大，所以熵值 ，B正确； C．等量的同物质，熵值关系为： ，所以熵值 ，C错误； D．从金刚石和石墨的结构组成上来看，金刚石的微观结构更有序，熵值更低，所以熵值 ，D错误； 答案为：B。 考点二 反应历程、机理图分析 12．（2021·山东）18O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：+OH- +CH O-能量变化如 3 图所示。已知 为快速平衡，下列说法正确的是 A．反应Ⅱ、Ⅲ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CH18OH 3 D．反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变 【答案】B 【详解】 A．一般来说，反应的活化能越高，反应速率越慢，由图可知，反应I和反应IV的活化能较高，因此反应 的决速步为反应I、IV，故A错误； B．反应I为加成反应，而 与 为快速平衡，反应II的成键和断键方式为 或 ，后者能生成18OH-，因此反应结束后，溶液 中存在18OH-，故B正确； C．反应III的成键和断键方式为 或 ，因此反应结束后溶液中 不会存在CH18H，故C错误； 3 D．该总反应对应反应物的总能量高于生成物总能量，总反应为放热反应，因此 和 CHO-的总能量与 和OH-的总能量之差等于图示总反应的焓变，故D错误； 3 综上所述，正确的是B项，故答案为B。 13．（2021·湖南）铁的配合物离子(用 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 B． 浓度过大或者过小，均导致反应速率降低C．该催化循环中 元素的化合价发生了变化 D．该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定 【答案】D 【详解】 A．由反应机理可知，HCOOH电离出氢离子后，HCOO-与催化剂结合，放出二氧化碳，然后又结合氢离 子转化为氢气，所以化学方程式为HCOOH CO↑+H ↑，故A正确； 2 2 B．若氢离子浓度过低，则反应Ⅲ→Ⅳ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 加酸的电离，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正确； C．由反应机理可知，Fe在反应过程中，化学键数目发生变化，则化合价也发生变化，故C正确； D．由反应进程可知，反应Ⅳ→Ⅰ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D。 〖2020年高考真题〗 考点一 化学反应中的能量变化 14.（2020·浙江卷）关于下列 的判断正确的是( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】碳酸氢根的电离属于吸热过程，则CO2-(aq)+H+(aq)=HCO2-(aq)为放热反应，所以△H<0； 3 3 1 CO2-(aq)+H O(l) HCO (aq)+OHˉ(aq)为碳酸根的水解离子方程式，CO2-的水解反应为吸热反应，所以 3 2 3 △H>0；OHˉ(aq)+H+(aq)=H O(l)表示强酸和强碱的中和反应，为放热反应，所以△H<0；醋酸与强碱的中 2 2 3 和反应为放热反应，所以△H<0；但由于醋酸是弱酸，电离过程中会吸收部分热量，所以醋酸与强碱反应 4 过程放出的热量小于强酸和强碱反应放出的热量，则△H> H；综上所述，只有△H< H 正确，故答案 4 3 1 2 为B。 △ △ 〖2019年高考真题〗 考点一 化学反应中的能量变化 15．[2019江苏]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2H(g)+O(g) ==2HO(g)能自发进行，该反应的ΔH<0 2 2 2 B．氢氧燃料电池的负极反应为O+2H O+4e−==4OH− 2 2 C．常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H ，转移电子的数目为6.02×1023 2 D．反应2H(g)+O(g) ==2HO(g)的ΔH可通过下式估算： 2 2 2 ΔH=反应中形成新共价键的键能之和−反应中断裂旧共价键的键能之和 【答案】A 【解析】体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向，该反应属于混乱度减小的反应，能自 发说明该反应为放热反应，即∆H<0，A正确；氢氧燃料电池，氢气作负极，失电子发生氧化反应，中性条 件的电极反应式为：2H − 4e− =4H+，B错误；常温常压下，V ≠22.L/mol，无法根据气体体积进行微粒 2 m 数目的计算，C错误；反应中，应该如下估算：∆H=反应中断裂旧化学键的键能之和− 反应中形成新共价 键的键能之和，D错误。 16．[2019新课标Ⅱ节选]环戊二烯（ ）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。 回答下列问题： （1）已知： (g) ==== (g)+H(g) ΔH=100.3 kJ·mol −1 ① 2 1 H(g)+ I (g) ===2HI(g) ΔH=−11.0 kJ·mol −1 ② 2 2 2 对于反应： (g)+ I (g) === (g)+2HI(g) ③ ΔH=___________kJ·mol −1。 2 3 【答案】(1)89.3 【解析】（1）根据盖斯定律①− ②，可得反应③的ΔH=89.3kJ/mol； 17．[2019新课标Ⅲ节选]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。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题： （2）Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行： CuCl (s)==CuCl(s)+ Cl(g) ΔH=83 kJ·mol− 1 2 2 1 CuCl(s)+ O(g)==CuO(s)+ Cl(g) ΔH=− 20 kJ·mol− 1 2 2 2 CuO(s)+2HCl(g)==CuCl (s)+HO(g) ΔH=− 121 kJ·mol− 1 2 2 3 则4HCl(g)+O (g)==2Cl (g)+2HO(g)的ΔH=_________ kJ·mol− 1。 2 2 2 【答案】（2） 【解析】（2）根据盖斯定律知，（反应I+反应II+反应III）×2得 ∆H=（∆H+∆H +∆H ）×2=− 116kJ·mol− 1。 1 2 3 18．[2019北京节选]氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。（1）甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。 ①反应器中初始反应的生成物为H 和CO，其物质的量之比为4∶1，甲烷和水蒸气反应的方程式是 2 2 ______________。 ②已知反应器中还存在如下反应： i.CH (g)+HO(g)=CO(g)+3H (g) ΔH 4 2 2 1 ii.CO(g)+H O(g)=CO(g)+H(g) ΔH 2 2 2 2 iii.CH (g)=C(s)+2H (g) ΔH 4 2 3 …… iii为积炭反应，利用ΔH 和ΔH 计算ΔH 时，还需要利用__________反应的ΔH。 1 2 3 【答案】（1）① CH + 2H O= 4H + CO ②C(s)+CO(g)=2CO(g) 4 2 2 2 2 【解析】（1）①由于生成物为H 和CO，其物质的量之比为4：1，反应物是甲烷和水蒸气，因而反应方 2 2 程式为CH + 2H O= 4H + CO； 4 2 2 2 ②ⅰ− ⅱ可得CH(g)+CO (g)=2CO(g)+2H(g),设为ⅳ，用ⅳ− ⅲ可得C(s)+CO(g)=2CO(g)，因为还需利用 4 2 2 2 C(s)+CO(g)=2CO(g)反应的焓变。 2 19．[2019天津节选]多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。 回答下列问题： Ⅰ．硅粉与 在300℃时反应生成 气体和 ，放出 热量，该反应的热化学方程式 为________________________。 的电子式为__________________。 Ⅱ．将 氢化为 有三种方法，对应的反应依次为： ① ② ③ （4）反应③的 ______（用 ， 表示）。温度升高，反应③的平衡常数 ______（填“增 大”、“减小”或“不变”）。 【答案】Ⅰ．Ⅱ．（4） 减小 【解析】I.参加反应的物质是固态的Si、气态的HCl，生成的是气态的SiHCl 和氢气，反应条件是300℃， 3 配平后发现SiHCl 的化学计量数恰好是1，由此可顺利写出该条件下的热化学方程式：Si(s)+3HCl(g) 3 SiHCl (g)+H(g) ∆H=− 225kJ·mol− 1；SiHCl 中硅与1个H、3个Cl分别形成共价单键，由此可写 3 2 3 出其电子式为： ，注意别漏标3个氯原子的孤电子对； II.（4）将反应①反向，并与反应②直接相加可得反应③，所以∆H=∆H − ∆H ，因∆H<0、∆H>0，所以 3 2 1 2 1 ∆H 必小于0，即反应③正反应为放热反应，而放热反应的化学平衡常数随着温度的升高而减小。 3