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易错专题 09 反应热的表示与计算
聚焦易错点:
►易错点一 热化学方程式的书写
►易错点二 反应热的计算
典例精讲
易错点一 热化学方程式的书写
【易错典例】
例1(2024·贵州·一模) 和 反应生成 和 的能量变化如图所示,下列叙述正确的
是
A. 既是氧化剂,又是还原剂
B.生成1 mol 时转移4 mol电子
C.上述反应的热化学方程式为
D.上述反应可以在玻璃容器中进行
【解题必备】热化学方程式书写
(1)注意ΔH的符号和单位。若为放热反应,ΔH为“-”;若为吸热反应,ΔH为“+”。ΔH的单位为
kJ·mol-1。
(2)注意反应热的测定条件。书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件(温度、压强),但绝大多数的ΔH是
在25 ℃、101 kPa下测定的,此时可不注明温度和压强。
(3)注意热化学方程式中的化学计量数。热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物
质的量,并不表示物质的分子数或原子数,因此化学计量数可以是整数,也可以是分数。
(4)注意物质的聚集状态。反应物和生成物的聚集状态不同,反应热ΔH不同。因此,必须注明物质的聚集
状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g”,液体用“l”,固体用“s”,溶液用“aq”。热化
学方程式中不用“↑”和“↓”。
(5)注意ΔH的数值与符号。热化学方程式中的ΔH的值应是表示反应已完成的热量变化。由于ΔH与反应
完成的物质的量有关,所以热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应,如果化学计量数
加倍,则ΔH也要加倍。逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等,但符号相反。(6)注意燃烧热和中和热。燃烧热是指在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热
量,中和热是指在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态HO时的反应热。
2
【变式突破】
1.(2024·海南省直辖县级单位·模拟预测)在铁系催化剂的催化作用下,工业合成氨的反应历程如图所
示,其中TS表示过渡态,*表示吸附在催化剂表面。下列说法正确的是
A.决速步骤:
B.氨气脱附过程放热
C.使用铁催化剂可加快反应速率,提高原料平衡转化率
D.热化学方程式: kJ·mol
2.(2024·海南海口·一模)在25℃、 下, 与 发生反应的能量变化如图所示。已
知: 。下列有关说法正确的是
A.过程Ⅰ为“释放了 能量”
B.H—Cl键的键能为
C.总能量:乙>甲>丙
D. 全部分解为 与 时吸收 的热量
3.(2023·上海虹口·二模)气态有机物①~④分别与氢气发生加成反应生成1mol气态环己烷( )的
能量变化如图所示。下列说法错误的是A.物质的热稳定性:②<③
B.物质④中不存在碳碳双键
C.物质①~④与氢气的加成反应都是放热反应
D.物质③脱氢生成④的热化学方程式为: (g) (g)+H(g)-21kJ
2
易错点二 反应热的计算
【易错典例】
例2(2024·天津南开·一模)工业合成尿素以 和 作为原料,其能量转化关系如下图:
已知 。下列有关说法正确的是
A.
B.
C.
D.过程③反应速率慢,使用合适的催化剂可减小 而加快反应
【解题必备】反应热的有关计算
(1)根据热化学方程式计算:反应热与反应物各物质的物质的量成正比。
(2)根据反应物和生成物的总能量计算:ΔH=E生成物−E反应物。
(3)依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算:ΔH=反应物的化学键断裂吸收的
能量−生成物的化学键形成释放的能量。
(4)根据盖斯定律的计算:应用盖斯定律进行简单计算时,关键在于设计反应过程,同时注意:
①参照新的热化学方程式(目标热化学方程式),结合原热化学方程式(一般2~3个)进行合理“变形”,如
热化学方程式颠倒、乘除以某一个数,然后将它们相加、减,得到目标热化学方程式,求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。
②当热化学方程式乘、除以某一个数时,ΔH也应相应地乘、除以某一个数;方程式进行加减运算时,ΔH
也同样要进行加减运算,且要带“+”“−”符号,即把ΔH看作一个整体进行运算。
③将一个热化学方程式颠倒书写时,ΔH的符号也随之改变,但数值不变。
④在设计反应过程中,会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化,状态由固→液→气变化时,会吸
热;反之会放热。
⑤根据物质燃烧放热的数值计算:Q(放) =n(可燃物)×|ΔH|。
【变式突破】
4.(2024·北京丰台·一模)过渡金属氧化物离子(以MO+表示)在烃类的选择性氧化等方面应用广泛。
MO+与CH 反应的过程如下图所示。
4
下列说法不正确的是
A.反应速率:步骤I<步骤II
B.CHOH分子中,键角:H—C—H>H—O—C
3
C.若MO+与CHD反应,生成的氘代甲醇有2种
3
D.CH(g) + MO+(g)=CH OH(g) + M+(g) = E +E-E -E
4 3 2 4 1 3
5.(2024·北京东城·一模)碱金属单质M和 反应的能量变化如下图所示。下列说法正确的是
A.CsCl晶体是共价晶体
B.
C.若M分别为Na和K,则 :Na<KD. ,
6.(2024·湖南长沙·一模)苯基甲基乙炔( )可用作医药中间体,制备帕瑞昔布钠。一定条
件下,苯基甲基乙炔可与HCl发生催化加成,反应过程如下:
已知: ,下列说法正确的是
A. 中最多4个碳原子共线
B.
C.产物Ⅱ比产物I稳定,两者互为立体异构体
D.反应I的活化能大于反应Ⅱ
考点精练
1.(2024·贵州·一模) 和 反应生成 和 的能量变化如图所示。下列叙述正确的
是
A. 既是氧化剂,又是还原剂
B.生成1 mol 时转移4 mol电子
C.上述反应的热化学方程式为
D.上述反应可以在玻璃容器中进行
2.(2024·四川甘孜·一模)NOCl常用于有机合成,其合成原理为 ,
反应过程中的能量变化如下图所示,下列有关说法正确的是A.该反应为吸热反应 B.该反应中每生成2molNOCl放出热量76kJ
C.该反应只有在加热条件下才能发生 D.1molNOCl含有的总键能为180kJ
3.(2023·四川雅安·模拟预测)已知:
则下列说法正确的是
A.H(g)的燃烧热△H=-571.6 kJ·mol-1
2
B.
C.等质量的H(g)和CHOH(I)完全燃烧生成CO 和液态水,H(g)放出的热量多
2 3 2 2
D.2molH (g)在足量氧气中完全燃烧生成气态水放出的热量大于571.6kJ
2
4.(2023·河南·一模)如图1、图2分别表示 和 分解时的能量变化情况(单位:kJ)。下列
说法错误的是
A.CO的燃烧热
B.
C.O=O的键能为
D.无法求得 的反应热
5.(2024·江西宜春·模拟预测)一定条件下,丙烯与 反应生成 和 的反应
历程如图所示。【已知Arrhenius经验公式为 ( 为活化能,k为速率常数,R和C为常
数)】,下列说法正确的是A.反应 的 为
B.丙烯与 的加成反应为放热反应,所以该反应一定能自发进行
C.其他条件不变,适当升高温度可以提高加成产物 的比例
D.根据该反应推测,丙烯与 加成的主要产物为2-溴丙烷
6.(2024·河南·模拟预测)科学家成功捕获并表征到水氧化催化过程中的锰端基氧和锰过氧化物中间体,
明确了水氧化过程中水亲核进攻锰端基氧的氧氧成键机理,如图所示。下列说法错误的是
A.
B. 中O的化合价为-1价
C.水氧化的总反应为
D.过程⑦可表示为 +H O O↑+
2 2
7.(2024·江西·一模)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,下列说法正确的是A.①表示CO和 从催化剂表面脱离的过程
B.②和④中化学键变化相同,因此吸收的能量相同
C.由图可知 为吸热反应
D.由图可知,决定反应速率的步骤是②
8.(2024·湖南岳阳·二模)二氧化碳加氢制甲醇可以实现温室气体资源化利用,过程中的主要反应为
密闭容器中,反应物起始物质的量比 时,在不同条件下(①温度为250℃下压强变化,②压强为
下温度变化)达到平衡时 物质的量分数变化如图所示。下列有关说法正确的是
A.反应 的焓变
B.在250℃、 条件下,平衡时甲醇的物质的量分数为0.10
C.当甲醇的物质的量分数为0.03时, 的平衡转化率为11.3%
D.提高 转化为 的平衡转化率,需要研发在高温区的高效催化剂
9.(2024·辽宁·一模)Au 纳米团簇能催化水煤气变换反应,其微观反应机理如图1所示,反应过程中相
n对能量的变化如图2所示。已知图2中TS表示过渡态,FS表示稳定的共吸附。下列说法错误的是
A.水煤气变换反应为HO + CO CO + H B.稳定性:FSe 大于FSe
2 2 2 2 1
C.水煤气变换反应的 H<0 D.制约总反应速率的反应为CO*+OH*=COOH*
10.(2024·广东·二模)一定条件下, 与 反应合成 的反应历程如图所示。已知其他条件
不变时,反应物中的元素被质量数更大的同位素替换时,反应速率会变慢。下列说法正确的是
说明:过渡态中“--”表示化学键未完全断裂或形成。
A.反应历程中的两个反应均涉及氢原子的成键
B.相同条件下, 与 发生上述反应,则其过渡态Ⅰ的能量比b高
C.该反应的
D. 与 发生上述反应,只能获得1种相对分子质量的有机产物
11.(2024·湖南·一模)煤—天然气综合利用制甲醇项目中,原料气主要发生反应①和副反应②。
主反应①:
副反应②:
的平衡转化率(X—CO ), 的选择性(S—CH OH)随温度变化如下:
2 3已知:初始 、 , ,下列说法正确
的是
A. 、
B.温度越低,压强越大,越有利于甲醇的合成
C.T℃,若只发生①②,则 的平衡转化率为24%
D.T℃,反应②的 ( 为用各气体分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)
12.(2024·贵州·二模)苯甲醇与溴化氢的反应 代表苯基)是分步进
行的:
①
②
③
反应能量变化如图所示。
下列说法错误的是
A.酸性条件下有利于该反应发生
B.第①、③步反应速率比第②步快C.过渡态2的能量最高,所以第②步反应速率最慢
D.第③步是放热反应
13.(2024·广东·二模)含硫化合物在能源、材料及环境等工业领域均有广泛的应用。
Ⅰ.工业废气 分解可制取 。
(1)已知热化学方程式:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
热分解反应 的 (用含 、 、 的式子表示)。
(2)一定温度下,2mol 在体积为VL的恒容密闭容器中发生上述分解反应,ts时 的产率为40%,则
0~ts内 的平均分解速率为 ; 充分分解达到平衡时,容器中 和 的分
压相等,则该温度下的平衡常数 。
Ⅱ.KSCN可用于镀铬工业。常温下,用KSCN配制电镀液,溶液中 与 发生第一、二步络合的反
应如下:
ⅳ.
ⅴ.
(3)根据以上络合反应,下列说法正确的有___________(填字母)。
A.加水稀释后,溶液中离子的总数减少
B.加入少量 固体,溶液中含铬微粒总数不变
C.反应 的平衡常数
D.溶液中 减小, 与 浓度的比值减小
(4)常温下,某研究小组配制了起始浓度 、 不同的系列溶液,测得平衡时
、 、 的浓度 (含铬微粒)随 的变化曲线如图所示,平衡后其他含
铬微粒 (3≤x≤6,图中未画出)总浓度为amol/L。① 时,图中含铬微粒按浓度由大到小的顺序为 ;A点时,溶液中
的平衡浓度为 (列出计算式即可)。
②在某电镀工艺中, 的浓度需要在 以上,结合计算判断C点所对应的溶液能否用于该电
镀工艺 (写出计算过程)。
14.(2024·海南·一模)甲醇 是重要的化工原料。回答问题:
(1)以甲醇为原料制备甲醛 。
Ⅰ.脱氢法:CHOH(g) HCHO(g)+H(g) ΔH=+86.1kJ·mol-1
3 2 1
Ⅱ.氧化法:CHOH(g)+ O(g) HCHO(g)+HO(g) ΔH
3 2 2 2
Ⅲ.深度氧化反应:HCHO(g)+ O(g) CO(g)+HO(g) ΔH
2 2 3
①已知H(g)+ O(g)=HO(g)ΔH =-197.8kJ·mol-1,计算 。
2 2 2 4
②图-1中两条曲线分别为反应Ⅰ和Ⅱ平衡常数 随温度变化关系的曲线,其中表示反应Ⅰ的为 (填
曲线标记字母)。
③图-2为甲醇氧化法在不同温度下甲醇转化率与甲醛产率的曲线图。600K以后,随温度升高,甲醛产率
显著下降的主要原因是 。
(2)一定条件下CO(g)+2H(g) CHOH(g) ΔH<0。在容积均恒为 的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个恒温容器中分别充
2 3
入1.0mol CO和2.0mol H ,分别在 温度下反应, 时 的体积分数如图-3所示,此时Ⅰ、
2
Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定达到化学平衡状态的是 ;其化学平衡常数为 。容器Ⅱ中, 内,的反应速率为 。
15.(2024·山东济南·一模)天然气、石油钻探过程会释放出CO、HS等气体。某种将CO 和HS共活化
2 2 2 2
的工艺涉及如下反应:
①
②
③
④
回答下列问题:
(1)已知:298K时,18g气态水转化为液态水释放出44kJ的能量;HS(g)的标准摩尔燃烧焓(△H)
2
为-586kJ·mol-1,则COS(g)的标准摩尔燃烧焓( )为 kJ·mol-1,反应②在 (填“高
温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)一定条件下,向起始压强为200kPa的恒容密闭容器中通入等物质的量的CO(g)和HS(g)混合气体,发
2 2
生上述反应,25min时,测得体系总压强为210kPa,S(g)的平均反应速率为 kPa·min-1.达到平
2
衡时,测得体系总压强为230kPa, ,此时HS(g)的平衡转化率为
2
,反应②的标准平衡常数 (已知:分压=总压×该组分物质的量分数,对于反应
, ,其中 , 、 、 、 为各组
分的平衡分压)。
(3)将等物质的量的CO(g)和HS(g)混合气体充入恒压密闭容器中,发生上述反应,反应物的平衡转化率、
2 2
COS或HO的选择性与温度关系如图所示。COS的选择性 ,HO的选择性
2 2
。①表示“COS的选择性”的曲线是 (填“曲线a”或“曲线b”);
②温度低于500℃时,HS的转化率与CO 的相等,原因是 。
2 2
16.(2024·河南周口·二模) 通过不同方式转化为高附加值化学品有利于实现“双碳目标”,其中
加氢转化为二甲醚( )是常见的一种方式,其反应过程如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1) 加氢制 反应的热化学方程式为 。
(2)进料比 时,不同压强下 平衡转化率随温度的变化关系如图所示。①四条曲线对
应压强 、 、 和 由大到小的顺序为 ,判断依据是 。②压强为 时,
平衡转化率随温度升高先减小后增大,原因是 。
(3)上图中,当反应温度高于350℃时几条曲线重合,说明此时的转化率不受压强影响,原因是。
(4)反应Ⅱ和反应Ⅲ的平衡常数( )随温度变化关系如图2所示,表示反应Ⅱ的曲线为 (填
“a”或“b”)。恒温恒压条件下,向体系中通入 和 ,达到平衡时 转化率为50%,
为0.07mol,该条件下生成的CO可以忽略不计,则 的物质的量为 mol,
加氢制 的反应用摩尔分数表示的平衡常数 (列出计算式)。(已知反应
的 ,物质i的摩尔分数 。)