北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
第七章 化学反应的热效应
考点1 化学反应中的能量变化
1.(2024江苏,5,3分)催化剂有选择性,如C H 与O 反应用Ag催化生成
2 4 2
(环氧乙烷)。下列说法正确的是( )
A.豆科植物固氮过程中,固氮酶能提高该反应的活化能
B.C H 与O 反应中,Ag催化能提高生成CH CHO的选择性
2 4 2 3
C.H O 制O 反应中,MnO 能加快化学反应速率
2 2 2 2
D.SO 与O 反应中,V O 能减小该反应的焓变
2 2 2 5
答案 C
2.(2024北京,13,3分)苯在浓HNO 和浓H SO 作用下,反应过程中能量变化示意图如下。
3 2 4
下列说法不正确的是( )
A.从中间体到产物,无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
B.X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物
C.由苯得到M时,苯中的大π键没有变化
D.对于生成Y的反应,浓H SO 作催化剂
2 4
答案 C
3.(2024贵州,14,3分)AgCN与CH CH Br可发生取代反应,反应过程中CN-的C原子和N
3 2
原子均可进攻CH CH Br,分别生成腈(CH CH CN)和异腈(CH CH NC)两种产物。通过量子化
3 2 3 2 3 2
学计算得到的反应历程及能量变化如图(TS为过渡态,Ⅰ、Ⅱ为后续物)。
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由图示信息,下列说法错误的是( )
A.从CH CH Br生成CH CH CN和CH CH NC的反应都是放热反应
3 2 3 2 3 2
B.过渡态TS1是由CN-的C原子进攻CH CH Br的α-C而形成的
3 2
C.Ⅰ中“N--Ag”之间的作用力比Ⅱ中“C--Ag”之间的作用力弱
D.生成CH CH CN放热更多,低温时CH CH CN是主要产物
3 2 3 2
答案 D
4.(2024广东,11,4分)按下图装置进行实验。搅拌一段时间后,滴加浓盐酸。不同反应
阶段的预期现象及其相应推理均合理的是( )
A.烧瓶壁会变冷,说明存在ΔH<0的反应
B.试纸会变蓝,说明有NH 生成,产氨过程熵增
3
C.滴加浓盐酸后,有白烟产生,说明有NH Cl升华
4
D.实验过程中,气球会一直变大,说明体系压强增大
答案 B
5.(2024广东,15,4分)对反应S(g) T(g)(I为中间产物),相同条件下:①加入催化
剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短;②提高反应温度,c (S)/c (T)增大,c (S)/c
平 平 平 平
(I)减小。基于以上事实,可能的反应历程示意图(—为无催化剂,----为有催化剂)为(
)
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答案 A
6.(2024安徽,10,3分)某温度下,在密闭容器中充入一定量的X(g),发生下列反应:X(g)
Y(g)(ΔH <0),Y(g) Z(g)(ΔH <0),测得各气体浓度与反应时间的关系如图所
1 2
示。下列反应进程示意图符合题意的是( )
答案 B
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7.(2023浙江1月选考,14,3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O (g)和Cl (g)的相对能量为0],下列说法不正确的是( )
2 2
A.E -E =E -E
6 3 5 2
B.可计算Cl—Cl键能为2(E -E ) kJ·mol-1
2 3
C.相同条件下,O 的平衡转化率:历程Ⅱ>历程Ⅰ
3
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:ClO(g)+O(g) O (g)
2
+Cl(g) ΔH=(E -E ) kJ·mol-1
5 4
答案 C
8.(2022湖南,12,4分)(双选)反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如下
图所示:
下列有关四种不同反应进程的说法正确的是
( )
A.进程Ⅰ是放热反应
B.平衡时P的产率:Ⅱ>Ⅰ
C.生成P的速率:Ⅲ>Ⅱ
D.进程Ⅳ中,Z没有催化作用
答案 AD
9.(2022浙江1月选考,18,2分)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成 1 mol环己烷(
)的能量变化如图所示:
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下列推理不正确的是
( )
A.2ΔH ≈ΔH ,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比
1 2
B.ΔH <ΔH ,说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用,有利于物质稳定
2 3
C.3ΔH <ΔH ,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
1 4
D.ΔH -ΔH <0,ΔH -ΔH >0,说明苯分子具有特殊稳定性
3 1 4 3
答案 A
10.(2019海南单科,5,2分)根据图中的能量关系,可求得C—H键的键能为( )
A.414 kJ·mol-1 B.377 kJ·mol-1
C.235 kJ·mol-1 D.197 kJ·mol-1
答案 A
11.(2018北京理综,7,6分)我国科研人员提出了由CO 和CH 转化为高附加值产品
2 4
CH COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。
3
下列说法不正确的是( )
A.生成CH COOH总反应的原子利用率为100%
3
B.CH →CH COOH过程中,有C—H键发生断裂
4 3
C.①→②放出能量并形成了C—C键
D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
答案 D
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12.(2018浙江4月选考,21,2分)氢卤酸的能量关系如图所示:
下列说法正确的是( )
A.已知HF气体溶于水放热,则HF的ΔH <0
1
B.相同条件下,HCl的ΔH 比HBr的小
2
C.相同条件下,HCl的(ΔH +ΔH )比HI的大
3 4
D.一定条件下,气态原子生成1 mol H—X键放出a kJ能量,则该条件下ΔH =a kJ·mol-1
2
答案 D
13.(2018江苏单科,10,2分)下列说法正确的是( )
A.氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能
B.反应4Fe(s)+3O (g) 2Fe O (s)常温下可自发进行,该反应为吸热反应
2 2 3
C.3 mol H 与1 mol N 混合反应生成NH ,转移电子的数目小于6×6.02×1023
2 2 3
D.在酶催化淀粉水解反应中,温度越高淀粉水解速率越快
答案 C
14.(2016海南单科,6,2分)油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应:
C H O (s)+80O (g) 57CO (g)+52H O(l)
57 104 6 2 2 2
已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8×104 kJ。油酸甘油酯的燃烧热ΔH为( )
A.3.8×104 kJ·mol-1 B.-3.8×104 kJ·mol-1
C.3.4×104 kJ·mol-1 D.-3.4×104 kJ·mol-1
答案 D
15.(2016海南单科,11,4分)由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正
确的是( )
A.由X→Y反应的ΔH=E -E
5 2
B.由X→Z反应的ΔH<0
C.降低压强有利于提高Y的产率
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D.升高温度有利于提高Z的产率
答案 BC
16.(2015江苏单科,4,2分)在CO 中,Mg燃烧生成MgO和C。下列说法正确的是( )
2
A.元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体
B.Mg、MgO中镁元素微粒的半径:r(Mg2+)>r(Mg)
C.在该反应条件下,Mg的还原性强于C的还原性
D.该反应中化学能全部转化为热能
答案 C
17.(2015北京理综,9,6分)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催
化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
下列说法正确的是( )
A.CO和O生成CO 是吸热反应
2
B.在该过程中,CO断键形成C和O
C.CO和O生成了具有极性共价键的CO
2
D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O 反应的过程
2
答案 C
18.(2015海南单科,4,2分)已知丙烷的燃烧热ΔH=-2 215 kJ·mol-1。若一定量的丙烷完全
燃烧后生成1.8 g水,则放出的热量约为( )
A.55 kJ B.220 kJC.550 kJD.1 108 kJ
答案 A
19.(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:
①3O (g) 2O (g) K ΔH =285 kJ·mol-1
2 3 1 1
②2CH (g)+O (g) 2CH OH(l) K ΔH =-329 kJ·mol-1
4 2 3 2 2
反应③CH (g)+O (g) CH OH(l)+O (g)的ΔH = kJ·mol-1,平衡常数K =
4 3 3 2 3 3
(用K 、K 表示)。
1 2
(2)电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、Co+、Ni+等)与O 反应可得MO+。MO+与CH 反应
3 4
能高选择性地生成甲醇。分别在300 K和310 K下(其他反应条件相同)进行反应MO+
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+CH M++CH OH,结果如下图所示。图中300 K的曲线是 (填“a”或
4 3
“b”)。300 K、60 s时MO+的转化率为 (列出算式)。
(3)MO+分别与CH 、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,
4 4
图中以CH 示例)。
4
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(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
CD 反应的能量变化应为图中曲线 (填“c”或“d”)。
4
(ⅲ)MO+与CH D 反应,氘代甲醇的产量CH DOD CHD OH(填“>”“=”或“<”)。
2 2 2 2
若MO+与CHD 反应,生成的氘代甲醇有 种。
3
答案 (1)-307
√K
2
K
1
(2)b 1-10-0.1
(3)(ⅰ)Ⅰ (ⅱ)c (ⅲ)< 2
20.(2022浙江6月选考,27,4分)联合生产是化学综合利用资源的有效方法。煅烧石灰石
反应:CaCO (s) CaO(s)+CO (g) ΔH=1.8×102 kJ·mol-1,石灰石分解需要的能量由焦炭
3 2
燃烧提供。将石灰石与焦炭按一定比例混合于石灰窑中,连续鼓入空气,使焦炭完全燃烧
生成CO ,其热量有效利用率为50%。石灰窑中产生的富含CO 的窑气通入氨的氯化钠
2 2
饱和溶液中,40%的CO 最终转化为纯碱。已知:焦炭的热值为30 kJ·g-1(假设焦炭不含杂
2
质)。
请回答:
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(1)每完全分解100 kg石灰石(含CaCO 90%,杂质不参与反应),需要投料 kg焦
3
炭。
(2)每生产106 kg纯碱,同时可获得 kg CaO(列式计算)。
答案 (1)10.8
(2)70
由(1)计算可知参与反应的CaCO 和焦炭的物质的量之比为1∶1,因此
3
m(CaO)= 106 kg×56 g·mol-1 =70 kg
106 g·mol-1×40%×2
21.[2014北京理综,26(3)]NH 经一系列反应可以得到HNO 和NH NO ,如下图所示。
3 3 4 3
(3)Ⅲ中,降低温度,将NO (g)转化为N O (l),再制备浓硝酸。
2 2 4
①已知:2NO (g) N O (g) ΔH
2 2 4 1
2NO (g) N O (l) ΔH
2 2 4 2
下列能量变化示意图中,正确的是(选填字母) 。
②N O 与O 、H O化合的化学方程式是 。
2 4 2 2
答案 (3)①A ②2N O +O +2H O 4HNO
2 4 2 2 3
考点2 热化学方程式的书写 盖斯定律
1.(2022江苏,6,3分)周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛。甲烷具有较大的燃烧热
(890.3 kJ·mol-1),是常见燃料;Si、Ge是重要的半导体材料,硅晶体表面SiO 能与氢氟酸
2
(HF,弱酸)反应生成H SiF (H SiF 在水中完全电离为H+和Si );1885年德国化学家将硫
2 6 2 6 F2-
6
化锗(GeS )与H 共热制得了门捷列夫预言的类硅—锗。我国古代就掌握了青铜(铜—锡
2 2
合金)的冶炼、加工技术,制造出许多精美的青铜器;Pb、PbO 是铅蓄电池的电极材料,不
2
同铅化合物一般具有不同颜色,历史上曾广泛用作颜料。下列化学反应表示正确的是
( )
A.SiO
2
与HF溶液反应:SiO
2
+6HF 2H++Si F2-+2H
2
O
6
B.高温下H 还原GeS :GeS +H Ge+2H S
2 2 2 2 2
C.铅蓄电池放电时的正极反应:Pb-2e-+S O2- PbSO 4
4
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D.甲烷的燃烧:CH (g)+2O (g) CO (g)+2H O(g) ΔH=890.3 kJ·mol-1
4 2 2 2
答案 A
2.(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) O H HO HOO H O H O H O
2 2 2 2 2
能量/kJ·
249 218 39 10 0 0 -136 -242
mol-1
可根据HO(g)+HO(g) H O (g)计算出H O 中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-1。下列
2 2 2 2
说法不正确的是
( )
A.H 的键能为436 kJ·mol-1
2
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:HOO<H O
2 2
D.H O(g)+O(g) H O (g) ΔH=-143 kJ·mol-1
2 2 2
答案 C
3.(2016江苏单科,8,2分)通过以下反应均可获取H 。下列有关说法正确的是( )
2
①太阳光催化分解水制氢:2H O(l) 2H (g)+O (g) ΔH =571.6 kJ·mol-1
2 2 2 1
②焦炭与水反应制氢:C(s)+H O(g) CO(g)+H (g) ΔH =131.3 kJ·mol-1
2 2 2
③甲烷与水反应制氢:CH (g)+H O(g) CO(g)+3H (g) ΔH =206.1 kJ·mol-1
4 2 2 3
A.反应①中电能转化为化学能
B.反应②为放热反应
C.反应③使用催化剂,ΔH 减小
3
D.反应CH (g) C(s)+2H (g)的ΔH=74.8 kJ·mol-1
4 2
答案 D
4.(2015重庆理综,6,6分)黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为:
S(s)+2KNO (s)+3C(s) K S(s)+N (g)+3CO (g) ΔH=x kJ·mol-1
3 2 2 2
已知:碳的燃烧热ΔH =a kJ·mol-1
1
S(s)+2K(s) K S(s) ΔH =b kJ·mol-1
2 2
2K(s)+N (g)+3O (g) 2KNO (s) ΔH =c kJ·mol-1
2 2 3 3
则x为( )
A.3a+b-cB.c-3a-b C.a+b-c D.c-a-b
答案 A
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5.(2014江苏单科,10,2分)已知:C(s)+O (g) CO (g) ΔH
2 2 1
CO (g)+C(s) 2CO(g) ΔH
2 2
2CO(g)+O (g) 2CO (g) ΔH
2 2 3
4Fe(s)+3O (g) 2Fe O (s) ΔH
2 2 3 4
3CO(g)+Fe O (s) 3CO (g)+2Fe(s) ΔH
2 3 2 5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A.ΔH >0,ΔH <0 B.ΔH >0,ΔH >0
1 3 2 4
C.ΔH =ΔH +ΔH D.ΔH =ΔH +ΔH
1 2 3 3 4 5
答案 C
6.(2014重庆理综,6,6分)已知:
C(s)+H O(g) CO(g)+H (g) ΔH=a kJ·mol-1
2 2
2C(s)+O (g) 2CO(g) ΔH=-220 kJ·mol-1
2
H—H、O O和O—H键的键能分别为436、496和462 kJ·mol-1,则a为( )
A.-332 B.-118 C.+350 D.+130
答案 D
7.(2020浙江7月选考,29,10分)研究CO 氧化C H 制C H 对资源综合利用有重要意义。
2 2 6 2 4
相关的主要化学反应有:
Ⅰ C H (g) C H (g)+H (g) ΔH =136 kJ·mol-1
2 6 2 4 2 1
Ⅱ C H (g)+CO (g) C H (g)+H O(g)+CO(g) ΔH =177 kJ·mol-1
2 6 2 2 4 2 2
Ⅲ C H (g)+2CO (g) 4CO(g)+3H (g) ΔH
2 6 2 2 3
Ⅳ CO (g)+H (g) CO(g)+H O(g) ΔH =41 kJ·mol-1
2 2 2 4
已知:298 K时,相关物质的相对能量(如下图)。
可根据相关物质的相对能量计算反应或变化的ΔH(ΔH随温度变化可忽略)。
例如:H O(g) H O(l) ΔH=-286 kJ·mol-1-(-242 kJ·mol-1)=-44 kJ·mol-1。
2 2
请回答:
(1)①根据相关物质的相对能量计算ΔH = kJ·mol-1。
3
②下列描述正确的是 。
A.升高温度反应Ⅰ的平衡常数增大
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B.加压有利于反应Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移动
C.反应Ⅲ有助于乙烷脱氢,有利于乙烯生成
D.恒温恒压下通水蒸气,反应Ⅳ的平衡逆向移动
③有研究表明,在催化剂存在下,反应Ⅱ分两步进行,过程如下:【C H (g)+CO (g)】→
2 6 2
【C H (g)+H (g)+CO (g)】→【C H (g)+CO(g)+H O(g)】,且第二步速率较慢(反应活化能
2 4 2 2 2 4 2
为210 kJ·mol-1)。根据相关物质的相对能量,画出反应Ⅱ分两步进行的“能量-反应过程
图”,起点从【C H (g)+CO (g)】的能量-477 kJ·mol-1开始(如下图)。
2 6 2
(2)①CO 和C H 按物质的量1∶1投料,在923 K和保持总压恒定的条件下,研究催化剂X
2 2 6
对“CO 氧化C H 制C H ”的影响,所得实验数据如下表:
2 2 6 2 4
催化剂 转化率CH/% 转化率CO/% 产率CH/%
2 6 2 2 4
催化剂X 19.0 37.6 3.3
结合具体反应分析,在催化剂X作用下,CO 氧化C H 的主要产物是 ,判断依据
2 2 6
是
。
②采用选择性膜技术(可选择性地让某气体通过而离开体系)可提高C H 的选择性(生成
2 4
C H 的物质的量与消耗C H 的物质的量之比)。在773 K,乙烷平衡转化率为9.1%,保持
2 4 2 6
温度和其他实验条件不变,采用选择性膜技术,乙烷转化率可提高到11.0%。结合具体反
应说明乙烷转化率增大的原因是
。
答案 (1)①430 ②AD
③
(2)①CO C H 的产率低,说明催化剂X有利于提高反应Ⅲ速率
2 4
②选择性膜吸附C H ,促进反应Ⅱ平衡正向移动
2 4
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8.(2015福建理综,24,15分)无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。
(1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体,其反应的离子方程式为
。
(2)工业上用铝土矿(主要成分为Al O ,含有Fe O 、SiO 等杂质)制取无水氯化铝的一种
2 3 2 3 2
工艺流程示意如下:
已知:
物质 SiCl AlCl FeCl FeCl
4 3 3 2
1
沸点/℃57.6 180(升华)300(升华)
023
①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多,其作用是
(只要求写出一种)。
②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气,则反应生成相对原子质量比硅大的单质是 。
③已知:Al O (s)+3C(s) 2Al(s)+3CO(g) ΔH =+1 344.1 kJ·mol-1
2 3 1
2AlCl (g) 2Al(s)+3Cl (g) ΔH =+1 169.2 kJ·mol-1
3 2 2
由Al O 、C和Cl 反应生成AlCl 的热化学方程式为
2 3 2 3
。
④步骤Ⅲ的尾气经冷却至室温后,气体用足量的NaOH冷溶液吸收,生成的盐主要有3种,
其化学式分别为 。
⑤结合流程及相关数据分析,步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是
。
答案 (1)Al3++3H O Al(OH) +3H+
2 3
(2)①防止后续步骤生成的AlCl 水解或增大反应物的接触面积,加快反应速率
3
②铁或Fe ③Al O (s)+3C(s)+3Cl (g) 2AlCl (g)+3CO(g) ΔH=+174.9 kJ·mol-1
2 3 2 3
④NaCl、NaClO、Na CO ⑤除去FeCl ,提高AlCl 纯度
2 3 3 3
9.(2015四川理综,11,16分)为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,
将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe O 存在)转变成重要的化工原料FeSO (反应条
2 3 4
件略)。
活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为:FeS +7Fe (SO ) +8H O 15FeSO +8H SO ,不考虑
2 2 4 3 2 4 2 4
其他反应。请回答下列问题:
(1)第Ⅰ步H SO 与Fe O 反应的离子方程式是 。
2 4 2 3
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(2)检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原,应选择 (填字母编号)。
A.KMnO 溶液 B.K [Fe(CN) ]溶液 C.KSCN溶液
4 3 6
(3)第Ⅲ步加FeCO 调溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2,此
3
时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质被除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是
。
(4)FeSO 可转化为FeCO ,FeCO 在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。
4 3 3
已知25 ℃,101 kPa时:
4Fe(s)+3O (g) 2Fe O (s) ΔH=-1 648 kJ/mol
2 2 3
C(s)+O (g) CO (g) ΔH=-393 kJ/mol
2 2
2Fe(s)+2C(s)+3O (g) 2FeCO (s) ΔH=-1 480 kJ/mol
2 3
FeCO 在空气中加热反应生成Fe O 的热化学方程式是
3 2 3
。
(5)FeSO 在一定条件下可制得FeS (二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂
4 2
电池,电池放电时的总反应为4Li+FeS Fe+2Li S,正极反应式是
2 2
。
(6)假如烧渣中的铁全部视为Fe O ,其含量为50%。将a kg质量分数为b%的硫酸加入
2 3
到c kg烧渣中浸取,铁的浸取率为96%,其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微
酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程,第Ⅲ步应加入FeCO
3
kg。
答案 (1)Fe O +6H+ 2Fe3++3H O
2 3 2
(2)C
(3)Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+水解产生H+
(4)4FeCO (s)+O (g) 2Fe O (s)+4CO (g) ΔH=-260 kJ/mol
3 2 2 3 2
(5)FeS +4Li++4e- Fe+2Li S或FeS +4e- Fe+2S2-
2 2 2
29ab 1 131c
(6)0.011 8ab-0.646c或 -
2 450 1 750
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