北京曲一线图书策划有限公司 5年高考 3年模拟 B版 化学
专题七 化学反应的热效应
五年高考
考点1 化学反应中的能量变化
1.(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 (I)减小。
平 平 平 平
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 (A)
2.(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
1 2
间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是 (B)
3.(2023北京,13,3分)一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下,其中b、d代
表MgO或Mg(OH)Cl中的一种。下列说法正确的是(C)
A.a、c分别是HCl、NH
3
B.d既可以是MgO,也可以是Mg(OH)Cl
C.已知MgCl 为副产物,则通入水蒸气可减少MgCl 的产生
2 2
D.等压条件下,反应①、②的反应热之和,小于氯化铵直接分解的反应热
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4.(2023广东,15,4分)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g) P(g)。反应历程(如图)中,M
为中间产物。其他条件相同时,下列说法不正确的是 (C)
A.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行
B.反应达平衡时,升高温度,R的浓度增大
C.使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡
D.使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大
5.(2023浙江6月选考,14,3分)一定条件下,1-苯基丙炔( )可与HCl
发生催化加成,反应如下:
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知:反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应),
下列说法不正确的是 (C)
A.反应焓变:反应Ⅰ>反应Ⅱ
B.反应活化能:反应Ⅰ<反应Ⅱ
C.增加HCl浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物Ⅰ的比例
D.选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Ⅰ
6.(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 (C)
2 2
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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
7.(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,部分反应历程
可表示为:
+OH- +CH O-
3
能量变化如图所示。已知 为快速平衡,下列说法正
确的是 (B)
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C OH
H 18
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
考点2 热化学方程式的书写 盖斯定律的应用
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8.(2023海南,7,2分)各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是
(D)
C H (g
物质 C H (g) 2 4 H (g)
2 6 ) 2
ΔH/(kJ·
-1
-1 411-285.8
mol-1) 559.8
A.C H (g)+3O (g) 2CO (g)+2H O(g) ΔH=-1 411 kJ·mol-1
2 4 2 2 2
B.C H (g) C H (g)+H (g) ΔH=-137 kJ·mol-1
2 6 2 4 2
C.H O(l) O (g)+H (g) ΔH=+285.8 kJ·mol-1
2 2 2
7
D.C H (g)+ O (g) 2CO (g)+3H O(l) ΔH=-1 559.8 kJ·mol-1
2 6 2 2 2
2
9.(2022 重庆,13,3 分)“千畦细浪舞晴空”,氮肥保障了现代农业的丰收。为探究
(NH ) SO 的离子键强弱,设计如图所示的循环过程,可得ΔH/(kJ·mol-1)为 (C)
4 2 4 4
A.+533 B.+686 C.+838 D.+1 143
10.(2021浙江1月选考,20,2分)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表:
共价键 H—H H—O
键
436 463
能/(kJ·mol-1)
2H (g)+O (g)
2 2
热化学方程式 2H 2 O(g)
ΔH=-482 kJ·mol-1
则2O(g) O (g)的ΔH为 (D)
2
A.428 kJ·mol-1 B.-428 kJ·mol-1
C.498 kJ·mol-1 D.-498 kJ·mol-1
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11.(2021北京,14,3分)丙烷经催化脱氢可制丙烯:C H C H +H 。600 ℃,将一定浓度
3 8 3 6 2
的CO 与固定浓度的C H 通过含催化剂的恒容反应器,经相同时间,流出的C H 、CO和H
2 3 8 3 6 2
浓度随初始CO 浓度的变化关系如图。
2
已知:①C H (g)+5O (g) 3CO (g)+4H O(l) ΔH=-2 220 kJ·mol-1
3 8 2 2 2
9
②C H (g)+ O (g) 3CO (g)+3H O(l) ΔH=-2 058 kJ·mol-1
3 6 2 2 2
2
1
③H (g)+ O (g) H O(l) ΔH=-286 kJ·mol-1
2 2 2
2
下列说法不正确的是 (C)
A.C H (g) C H (g)+H (g)
3 8 3 6 2
ΔH=+124 kJ·mol-1
B.c(H )和c(C H )变化差异的原因:CO +H CO+H O
2 3 6 2 2 2
C.其他条件不变,投料比c(C H )/c(CO )越大,C H 转化率越大
3 8 2 3 8
D.若体系只有C H 、CO、H 和H O生成,则初始物质浓度c与流出物质浓度c之间一定存
3 6 2 2 0
在:3c(C H )+c(CO )=c(CO)+c(CO )+3c(C H )+3c(C H )
0 3 8 0 2 2 3 8 3 6
12.(2023新课标,29,节选)氨是最重要的化学品之一,我国目前氨的生产能力位居世界
首位。回答下列问题:
1 3
(1)根据图1数据计算反应 N (g)+ H (g) NH (g)的ΔH= -4 5 kJ·mol-1。
2 2 3
2 2
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(2)研究表明,合成氨反应在Fe催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位,
表示被吸附于催化剂表面的N )。判断上述反应机理中,速率控制步骤(即速率最慢步
N * 2
2
骤)为 (ⅱ) (填步骤前的标号),理由是 N 分子中 键能很高 , 解离为 N 原子所
2
需能量最多 。
(3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为Fe O )使用前经H 还原,生成α-Fe包裹的Fe O 。已
3 4 2 3 4
知α-Fe属于立方晶系,晶胞参数a=287 pm,密度为7.8 g·cm-3。则α-Fe晶胞中含有Fe
的原子数为 (287×10-10 ) 3×7.8×N (列出计算式,阿伏加德罗常数的值为N)。
A A
56
13.(2023广东,17,14分)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其
数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式Q=cρV ·ΔT计算获得。
总
(1)盐酸浓度的测定:移取20.00 mL待测液,加入指示剂,用0.500 0 mol·L-1 NaOH溶液滴
定至终点,消耗NaOH溶液22.00 mL。
①上述滴定操作用到的仪器有 A D 。
②该盐酸浓度为 0.55 0 0 mol·L-1。
(2)热量的测定:取上述NaOH溶液和盐酸各50 mL进行反应,测得反应前后体系的温度值
(℃)分别为 T、T,则该过程放出的热量为 418 (T -T ) J(c和 ρ分别取 4.18
0 1 1 0
J·g-1·℃-1和1.0 g·mL-1,忽略水以外各物质吸收的热量,下同)。
(3)借鉴(2)的方法,甲同学测量放热反应 Fe(s)+CuSO (aq) FeSO (aq)+Cu(s)的焓变
4 4
ΔH(忽略温度对焓变的影响,下同)。实验结果见下表。
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体系温度/℃
序号 反应试剂
反应前 反应后
ⅰ 1.20 g Fe粉 a b
0.20 mol·L-1 CuSO 溶 液 100
4
mL
ⅱ 0.56 g Fe粉 a c
①温度:b > c(填“>”“<”或“=”)。
②ΔH= -20.9 (b -a )k J · mo l - 1 [ 或 -41.8 (c -a )k J · mo l - 1 ] (选择表中一组数据计算)。结果
表明,该方法可行。
(4)乙同学也借鉴(2)的方法,测量反应A:Fe(s)+Fe (SO ) (aq) 3FeSO (aq)的焓变。
2 4 3 4
查阅资料 配制Fe (SO ) 溶液时需加入酸。加酸的目的是 抑制 F e 3 + 的水解 。
2 4 3
提出猜想 Fe粉与Fe (SO ) 溶液混合,在反应A进行的过程中,可能存在Fe粉和酸的反应。
2 4 3
验证猜想 用pH试纸测得Fe (SO ) 溶液的pH不大于1;向少量Fe (SO ) 溶液中加入Fe粉,
2 4 3 2 4 3
溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,说明存在反应A和 Fe+2 H + F e 2 + + H ↑ (用离子方
2
程式表示)。
实验小结 猜想成立,不能直接测反应A的焓变。
教师指导 鉴于以上问题,特别是气体生成带来的干扰,需要设计出实验过程中无气体生
成的实验方案。
优化设计 乙同学根据相关原理,重新设计了优化的实验方案,获得了反应A的焓变。该
方案为 将一定量的 C u 粉加入一定浓度的 F e (SO ) 溶液中反应 , 测量反应的热量变化 ,
2 4 3
计算得到反应 Cu(s)+Fe (SO ) (aq) CuS O (aq)+2FeSO (aq) 的焓变 Δ H ; 根据 (3) 中
2 4 3 4 4 1
实验计算得到反应 Fe(s)+CuSO (aq) FeS O (aq)+Cu(s ) 的焓变 Δ H ; 根据盖斯定律计
4 4 2
算得到反应 Fe(s)+Fe (SO ) (aq) 3FeS O (aq ) 的焓变为 Δ H +Δ H 。
2 4 3 4 1 2
(5)化学能可转化为热能,写出其在生产或生活中的一种应用 燃料燃烧、铝热反应焊接
铁轨等 。
三年模拟
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题型强化练
题型 反应历程图像分析
1.(2024甘肃兰州一模,11)乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理、能量与反应进程的
关系如下图所示。
下列叙述正确的是 (C)
A.第①、②、③步反应都是放热反应
B.第①步反应只断裂了化学键
C.总反应速率由第①步反应决定
D.中间体CH CH + +H 更稳定
3 2OH 比CH C 2
2 3
2.(2024湖南怀化二模,9)一种利用H 和O 直接合成H O 的反应历程如下图所示(N为阿
2 2 2 2 A
伏加德罗常数的值)。下列说法中错误的是(D)
A.总反应的原子利用率理论上可达100%
B.步骤2中,若1 mol O 完全反应,则理论上转移电子数目为2N
2 A
C. 降低了反应的活化能,加快了反应速率
D. 和 中Pd的化合价不相同
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3.(2024山东德州三模,11)在浓硫酸作用下,苯与浓硝酸发生反应的反应历程如图所示。
下列说法错误的是 (A)
A.生成中间体时碳的杂化方式未发生改变
B.生成中间体的反应为决速步骤
C.产物1为加成反应的产物
D.动力学和热力学优势产物均为产物2
4.(2024江西赣州一模,11)在催化剂CuMn O 表面进行的NH 选择性催化还原NO的反应
2 4 3
机理如下图所示(NH 吸附在催化剂表面可表示为*NH ,E表示活化能)。
3 3 a
下列有关说法正确的是 (D)
A.温度越高,反应速率越快
B.NH 比NO更易被催化剂CuMn O 吸附
3 2 4
C.反应过程中有非极性键的断裂与极性键的形成
D.决定总反应速率的基元反应可表示为*NH *NH +H
3 2
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综合拔高练
建议用时:20分钟
1.(2024湖北武汉4月调研,8)晶格能是反映离子晶体稳定性的物理量,其定义为气态离
子形成1 mol离子晶体释放的能量。TlF(s)生成TlF (s)的Born-Haber循环如下图所示。
3
下列说法错误的是 (B)
A.离子晶体稳定性:TlF<TlF
3
B.Tl的第三电离能为4 849 kJ·mol-1
C.断裂1 mol F—F键消耗158 kJ的能量
D.TlF(s)+F (g) TlF (s) ΔH=-297 kJ·mol-1
2 3
2.(2024江西九江十校第二次联考,14)已知反应2N O(g) 2N (g)+O (g)的势能曲线示
2 2 2
意图如下(…表示吸附作用,A表示催化剂,TS表示过渡态)。
下列有关说法正确的是 (A)
A.过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中都有N 生成
2
B.若在任意温度下均能自发进行,则反应为吸热反应
C.该反应中只有两种物质能够吸附N O分子
2
D.过程Ⅲ中最大势能能垒为37.49 kcal·mol-1
3.(2024福建厦门二模,10)CH 干法重整中镍基催化剂活性会因积炭反应而降低,同时存
4
在的消炭反应则使积炭量减少,其中涉及的相关数据如表。催化剂表面发生的不同积炭
反应在不同温度下的质量增量如图。下列说法错误的是 (D)
基元反应 RhNi Rh Ni
6
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E / E / E / E /
a正 a逆 a正 a逆
kJ· kJ· kJ· kJ·
mol-1 mol-1 mol-1 mol-1
积 炭 :C* +C*
C * 65.5 136.8 103.1 109.8
2
消炭:C* +O* CO* 139.7 326.6 117.5 51.0
吸附在催化剂表面上的物种用*标注
A.一氧化碳歧化反应是放热反应
B.甲烷裂解是镍基催化剂表面积碳的主要来源
C.C*+C* C * 的焓变为-71.3 kJ·mol-1
2
D.由上表判断,催化剂Rh Ni劣于RhNi
6
4.(2024陕西西安一模,11)丙烯与HBr发生加成反应的机理及反应体系中的能量变化如
图所示,下列说法错误的是(D)
A.反应2放出热量更多
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B.相同条件下反应2的速率比反应1大
C.对于反应1和反应2,第Ⅰ步都是反应的决速步骤
D.曲线a表示的是反应2的能量变化图
5.(2024福建福州4月末质检,7)实验室以苯甲醛为原料合成苯甲酸苯甲酯的反应机理
如图(已知RO-极易结合H+转化为ROH)。下列说法正确的是(D)
A.该反应的催化剂为苯甲醇,能降低反应的焓变
B.久置的苯甲醛中含有少量苯甲酸,能加快该历程反应速率
C.合成苯甲酸苯甲酯总反应方程式为2 +H O
2
D.与酯化反应相比,该反应的原子利用率高
6.(2024天津和平一模,9)据文献报道,金红石Ti3+L 表面催化氮气固定机理如下图所示。
3
下列叙述错误的是 (A)
A.催化剂可以提高固氮速率的原因是改变该反应的ΔH
B.该催化固氮总反应为3H +N 2NH
2 2 3
C.[ ]是反应中间体
D.整个催化过程中存在N—Ti键的断裂和生成
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7.(2024广东四校联考,19,节选)直接将CO 转化为有机物并非植物的“专利”,科学家
2
通过多种途径实现了CO 合成甲醛,总反应为CO (g)+2H (g) HCHO(g)+H O(g) ΔH。转
2 2 2 2
化步骤如图所示:
1
(2)已知 2H (g)+O (g) 2H O(g) ΔH,则总反应的 ΔH= (2Δ H +2Δ H +Δ H -Δ H )
2 2 2 4 1 2 3 4
2
(用图中焓变以及ΔH表示)。
4
8.(2024北京人大附中模拟,15,节选)(1)消除汽车尾气中的NO、CO,有利于减少PM 的
2.5
排放。已知如下信息:
Ⅰ.
Ⅱ.N (g)+O (g) 2NO(g) ΔH
2 2 1
2CO(g)+O (g) 2CO (g) ΔH=-565 kJ·mol-1
2 2 2
①ΔH= +18 3 k J · mo l - 1 。
1
②在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体,写出反应的热化学方程式: 2NO(g)+2CO(g )
2C O (g)+N (g ) Δ H =-74 8 k J · mo l - 1 。
2 2
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