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专题 05 化学反应中的能量变化
1．（2022·山东省青岛高三模拟）如图(E 表示活化能)是CH 与Cl 生成CHCl的部分反应过程中各物质物
a 4 2 3
质的能量变化关系图，下列说法正确的是（ ）
A．Cl·可由Cl 在高温条件下生成，是CH 与Cl 反应的催化剂
2 4 2
B．升高温度，E 、E 均减小，反应速率加快
a1 a2
C．增大Cl 的浓度，可提高反应速率，但不影响△H的大小
2
D．第一步反应的速率大于第二步反应
2．（2022·浙江省杭州第二中学高三模拟）卤化铵（NH X）的能量关系如图所示，下列说法正确的是（
4
）
A．ΔH>0，ΔH<0
1 2
B．B．相同条件下，NH Cl的ΔH 比NH I的小
4 2 4
C．相同条件下，NH Cl的ΔH 比NH I的小
4 3 4
D．ΔH+ΔH+ΔH+ΔH+ΔH=0
1 2 3 4 5
3．（2022·四川省广汉中学高三一模）1，3-丁二烯与HBr发生加成反应分两步：第一步H+进攻1，3-丁二
烯生成碳正离子(CH，CHCH，)；第二步Br-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
变化如下图所示。下列说法不正确的是
A．1，4-加成产物比1，2-加成产物更稳定B．1，3-丁二烯与HBr发生加成反应是放热反应
C．适当升高反应温度，可能有利于1，4-加成的进行
D．选择合适的催化剂加入，可使1，2-加成的焓变小于1，4-加成
4．（2022·江苏省南京高三零模）在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为
反应Ⅰ：CO(g)+4H(g)=CH (g)+2HO(g) ΔH= -164.7 kJ/mol
2 2 4 2
反应Ⅱ：CO(g)+H(g)=CO(g)+HO(g) ΔH= 41.2 kJ/mol
2 2 2
反应Ⅲ：2CO(g)+2H(g)=CO (g)+CH (g) ΔH= -247.1 kJ/mol
2 2 4
向恒压、密闭容器中通入1 mol CO 和4 mol H ，平衡时CH、CO、CO 的物质的量随温度的变化如图所
2 2 4 2
示。下列说法正确的是( )
A．反应Ⅰ的平衡常数可表示为K=
B．图中曲线B表示CO的物质的量随温度的变化
C．提高 CO 转化为CH 的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂
2 4
D．CH(g)+HO(g) =CO(g)+3H (g)的ΔH= -205.9 kJ/mol
4 2 2
5．（2022·浙江杭州市高三一模）下列关于如图所示转化关系( 代表卤素)的说法中正确的是( )
A． 越小， 就越稳定
B．
C．按照 、 、 的顺序， 依次增大
D．过程Ⅲ能量变化形式与高温煅烧石灰石的能量变化形式相同
6．（2022·山东德州市高三二模）稀土铈(Ce)元素主要存在于独居石中，金属铈化学性质十分活泼。近年
来发现用铈(Ce)的氧化物可高效制取H，制备原理如图所示，已知0< <2，下列说法不正确的是
2A．CeO 是水分解的催化剂
2
B．T<1050℃时，CeO 比CeO 稳定
2 2—δ
C．工业上可用电解CeCl 溶液制备Ce
4
D．过程②的方程式为CeO +δH O CeO+δH
2—δ 2 2 2
1.（2022.·安徽合肥市高三模拟）煤和甲烷既是重要的常用燃料，又是重要的化工原料。根据题意，回答下
列问题：
I.煤制天然气过程中，存在多种化学反应，其中在煤气化装置中发生反应①：C(s) + H O(g)=CO(g) + H (g)
2 2
∆H = +135 kJ • mol-1，而在水气变换装置中发生反应②：CO(g)+HO(g)=CO(g)+ H (g) ∆H =-41 kJ • mol-1
2 2 2
(1)煤气化前，需要通入一定量的氧气与碳发生燃烧反应，请利用平衡移动原理说明通入氧气的作用：
______________________________。
(2)写出碳和二氧化碳反应生成一氧化碳的热化学方程式___________________________________。
(3)如图表示发生反应①后进入反应②装置的n( H O)/n(CO)与反应②中CO平衡转化率、温度的变化关系。
2
若n(H O)/n(CO)为0.8，一定量的煤和水蒸气经反应①和反应②后，得到CO与H 的物质的量之比为1:3，
2 2
则反应②所对应的温度是______________(填“T”、“T”或“T”)。
1 2 3
Ⅱ.甲烷重整技术主要是利用甲烷和其他原料来制备合成气(CO和h 混合气体)。现在常(见的重整技术有甲
2
烷——二氧化碳重整、甲烷——水蒸气重整，其反应分别为CH
4
(g)+3CO
2
(g)⇌2H
2
O(g)+4CO(g)；CH
4
(g)
+H
2
O(g)⇌CO(g)+3H
2
(g)
(4)甲烷——二氧化碳重整的催化转化原理如图所示：①过程(二)实现了含氢物种与含碳物种的分离，写出生成HO(g)的化学方程式：
2
________________________。
②假设过程(一)和过程(二)中各步反应均转化完全，则下列说法正确的是_____(填序号)。
a.过程(一)和过程(二)中均含有氧化还原反应
b.过程(二)中使用的催化剂为Fe O 和CaCO
3 4 3
C．若过程(一)投料比 ，可导致过程(二)中催化剂失效
(5)通过计算机模拟甲烷——水蒸气重整实验测得，在操作压强为0.1Mpa、水碳比n(H O)/n(CH )为1.0，温
2 4
度为900℃，反应达到平衡时，H 的物质的量分数为0.6。已知该反应的速率方程v=kP(CH)·P-1(H )，式中
2 4 2
k为速率常数，P为气体分压，气体分压=总压×气体物质的量分数，则此时该反应速率v=_____(用含k的
式子表示)；900℃时，该反应的压强平衡常数Kp=_____(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
2.（2022·四川成都市高三一模）生产生活中氨及铵盐有重要用途，而汽车尾气中含NO、NO 则应降低其
2
排放。
(1)在20℃时，已知：①N(g) +O (g)=2NO(g) ，正、逆反应活化能分别为a kJ/mol、b kJ/mol；②4NH (g)
2 2 3
+5O (g) =4NO(g)+6H O(l)，正、逆反应活化能分别为c kJ/mol、d kJ/mol；则4NH (g)+6NO(g)=5N (g)
2 2 3 2
+6H O(l)的ΔH为___________。
2
(2)10.0L的密闭容器中，按物质的量比1：3投入氮气和氢气，发生反应N
2
(g)+3H
2
(g)⇌2NH
3
(g) ΔH<0用传
感器测得温度为T、T 时容器中n(N )随时间变化如表：
1 2 2
时间
物质的量n(N ) 0 5 min 10 min 15 min 20 min
2
温度
T 0.1 mol 0.08mol 0.062mol 0.05mol 0.05mol
1
T 0.1 mol 0.07 mol — x mol 0.06 mol
2
①T 时，0~5 min内NH 平均速率为v(NH )=___________
2 3 3
②T 时，该反应平衡常数为___________ (列出计算式)；
1
③x___________0.06(填“>”“<”或“=”)，原因是___________。
(3)汽车排气管装有三元催化剂装置，在催化剂表面通过发生吸附、解吸消除CO、NO等污染物。反应机理
如下[Pt(s)表示催化剂，右上角带“*”表示吸附状态]：I.NO+ Pt(s) =NO* II. CO+ Pt(s)=CO* III.NO*=N*+ O* IV. CO*+ O*= CO + Pt(s) V. N*+ N*=N + Pt(s) VI.NO*+
2 2
N* = NO+ Pt(s) 经测定汽车尾气中反应物及生成物浓度随温度变化关系如图一和图二所示：
2
①图一，温度为330 ℃时发生的主要反应为___________ (填“IV”、“V”或“VI”)；反应VI为
___________反应(填“放热”或“吸热”)。
②图二，温度从T 升至T 的过程中，反应物浓度急剧减小的主要原因是___________。
a b
③气体在固体催化剂表面反应中，吸附和解吸同时影响总反应速率。温度一定时，反应2NO+2CO
N+2CO 的反应速率随压强的变化如图所示。结合(3)中反应机理，试从吸附和解吸角度解释bc段化学反应
2 2
速率下降的原因___________。3.(2022·山东省滕州市高三期中)一种锂电池的工作原理如图所示，正极反应被可以在正极区和氧化罐间循
环流通，氧化罐中加入的(NH )SO 可以将Fe2+氧化、自身被还原为SO 2-。下列关于该电池的说法正确的
4 2 2 8 4
是( )
A．电池放电时将电能转化为化学能
B．放电时Li+由正极区移向负极区
C．放电时的负极反应为
D．氧化SO 2-罐中反应的离子方程式为2Fe2++ S O2-=2Fe3++2 SO 2-
4 2 8 4
4.(2022·山东省潍坊市高三联考)如图所示为六氯代环己烷(又名“六六六”)的“穿梭”反应，生成苯和邻二
氯代物，实现苯的回收利用。下列说法正确的是( )
A．b极为电解池的阴极
B．理论上，制得1mol苯同时生成3molR-CHClCH Cl
2
C．CHClCH Cl经“穿梭”反应后生成乙炔
2 2
D．利用“穿梭”反应转化等质量的“六六六”和CHClCH Cl时转移电子数相等
2 25.(2022·河北邢台市“五校联盟”部分重点中学高三联考)科学家采用电渗析法提纯乳清(富含NaCl的蛋白
质)，有价值的蛋白质的回收率达到98%，工作原理如图所示。
下列说法错误的是( )
A．溶液R中溶质的主要成分为HCl
B．膜1为阳离子交换膜，膜2为阴离子交换膜
C．a极的电极反应式为2HO-2e-= 2OH-+H ↑
2 2
D．每转移1mol电子，理论上乳清质量减少58.5g
6.(2022·辽宁省沈阳市重点高中联合体高三联考)双氧水(过氧化氢的水溶液)在工业生产和日常生活中应用广
泛。
(1)双氧水的强氧化性使其对大多数病菌和病毒具有消杀功能。用3%医用双氧水对不传染病房喷洒消毒
时，地板上有气泡冒出，该气体是___________。
(2)火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N H)和强氧化剂液态过氧化氢。知0.4mol液态肼与足量的液态过氧
2 4
化氢反应，生成氮气和水蒸气，并放出256.652kJ的热量。该反应的热化学方程式为
______________________。
(3)双氧水能将碱性废水中的CN-转化成碳酸盐和一种对环境无污染的气体，CN-的电子式为__，写出该反
应的离子方程式________________________。
(4)如图是工业上制备过氧化氢最常见的方法，写出实际发生反应的总方程式______________。
(5)如图是一种用电解原理来制备HO，并用产生的HO 处理废氨水的装置。
2 2 2 2①Ir—Ru惰性电极吸附O 生成HO，其电极反应式是_____________。
2 2 2
②处理废氨水中溶质(以NH 计)的质量是34g，理论上电路中转移电子数为__________mol。
3
7.(2022·辽宁省葫芦岛市协作体高三第二次联考)某化学兴趣小组用50mL0.50mol•L-1盐酸与
50mL0.55mol•L-1NaOH溶液进行中和反应的反应热测定实验，实验装置如图。试回答下列问题：
(1)实验时玻璃搅拌器的使用方法是___；不能用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器的理由是__。
(2)某学生记录的实验数据如表所示。(已知：实验中盐酸和氢氧化钠溶液的密度均为1g•cm-3，中和反应后
溶液的比热容c=4.18J•g-1•℃-1)
起始温度T/℃ 终止温度T/℃
1 2
实验序号
盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液
1 20.0 20.2 23.3
2 20.2 20.4 23.4
3 20.4 20.6 23.8
依据该学生的实验数据计算，该实验测得反应放出的热量为__J。
(3)下列操作会导致实验结果出现偏差的是___(填标号)。
a.用量筒量取盐酸的体积时仰视读数
b.把量筒中的氢氧化钠溶液分多次倒入盐酸中c.将50mL0.55mol•L-1氢氧化钠溶液取成了50mL0.55mol•L-1氢氧化钾溶液
d.做本实验的当天室温较高
e.大烧杯的杯盖中间小孔太大
(4)某同学为了省去清洗温度计的麻烦，建议实验时使用两支温度计分别测量酸和喊的温度，你是否同意该
同学的观点，为什么？___。
(5)如果将NaOH溶液换成等量的NaOH固体，那么实验中测得中和反应的反应热(△H)___(填“偏大”、
“偏小”或“不变”)。
(6)如果用60mL0.50mol•L-1盐酸与50mL0.55mol•L-1NaOH溶液进行实验，与上述实验相比，二者所放出的
热量___(填“相等”或“不相等”，下同)，所求的中和反应H+(aq)+OH-(aq)=H O(1) △H的反应热
2
(△H)___。
8.(2022·山东市潍坊市学科核心素养高三测试)Na SO 用途广泛，可用作还原剂、防腐剂等。回答下列问
2 3
题：
(1)向3mL 0.5mol·L-1NaSO 溶液中逐滴滴入3滴0.5mol·L-1FeCl 溶液，混合液立即变为红褐色，继续滴加
2 3 3
3mLFeCl 溶液，混合液颜色变深；静置1h溶液呈浅绿色。分析反应过程中，氧化还原反应和水解反应活
3
化能较大的是___________，溶液最后呈浅绿色的原因为___________。
(2)常温下，测得NaSO 溶液中相关离子浓度随pH变化的关系如图所示：
2 3
①HSO 的电离平衡常数K =___________mol·L-1。
2 3 a1
②NaHSO 溶液显___________性(填“酸”或“碱”)，通过计算说明理由___________(写出计算过程)。
3
(3)常温下，用NaSO 溶液作吸收液处理SO ，当pH降低为5左右时，可用如图所示电解槽进行再生，
2 3 2
A、B为离子交换膜，电极为惰性电极。SO 2-放电的电极反应式为___________，再生后的吸收液中 的最小值为___________；M室中将
3
pH=4.9的吸收液再生至pH=8.9，若有1mol Na+通过离子交换膜，则再生后溶液中的SO 2-的物质的量为
3
___________ (保留两位小数)
