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第七章 化学反应的热效应
第 1 节 化学反应中的能量变化
五年高考
1.★★(教考衔接:人教版必修二第六章第一节)(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
2.(不定项)★★(2024山东,12,4分)由下列事实或现象能得出相应结论的是( )
事实或现象 结论
A 向酸性KMnO 溶液中加入草酸,紫色褪去 草酸具有还原性
4
B 铅蓄电池使用过程中两电极的质量均增加 电池发生了放电反应
向等物质的量浓度的NaCl、NaCrO 混合溶液中滴加AgNO 溶
C 2 4 3 K (AgCl)<K (AgCrO)
液,先生成AgCl白色沉淀 sp sp 2 4
2NO NO 为基元反应,将盛有NO 的密闭烧瓶浸入冷水, 正反应活化能大于逆反应活
D 2 2 4 2
红棕色变浅 化能
答案 AB
3.★★(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 HO HO
2 2 2 2 2
能量/kJ·mol-1 249 218 39 10 0 0 -136 -242
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( )
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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
4.★★(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:
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
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三年模拟
5.★(2025届山东肥城一中开学考,5改编)下列有关能量变化的说法,正确的是( )
A.化学变化中的能量转化都是热能和化学能间的相互转化
B.H+(aq)+OH-(aq) H O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1可以表示所有强酸和强碱的中和
2
反应
C.如果旧化学键断裂吸收的能量大于新化学键形成释放的能量,则该反应为吸热反应
D.根据CH (g)+2O (g) CO (g)+2H O(g) ΔH=-802.3 kJ·mol-1,可以得出CH 的燃
4 2 2 2 4
烧热ΔH=-802.3 kJ·mol-1
答案 C
3
6.★(2025届山东菏泽10月期中,8)已知:CH (g)+ O (g) CO(g)+2H O(l)
4 2 2
2
ΔH=-607.3 kJ·mol-1,CO的燃烧热为-283 kJ·mol-1。下列说法正确的是( )
3
A.CH (g)+ O (g) CO(g)+2H O(g) ΔH<-607.3 kJ·mol-1
4 2 2
2
B.CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O (g) 2CO (g) ΔH=-283 kJ·mol-1
2 2
C.表示CH (g)燃烧热的热化学方程式为CH (g)+2O (g) CO (g)+2H O(l)
4 4 2 2 2
ΔH=-890.3 kJ·mol-1
D.CH 燃烧生成CO的反应中反应物的总键能高于生成物的总键能
4
答案 C
7.★★(2024山东东明一中开学考,5)科学家在水煤气变换反应[CO(g)+H O(g)
2
CO (g)+H (g) ΔH]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题,该过程是
2 2
··
基于双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化实现的,反应过程示意图如下(图中 代表 ·O
··
︰H):
下列说法正确的是( )
A.过程Ⅰ、过程Ⅱ均为放热过程
B.过程Ⅰ、过程Ⅱ均有氢氧根离子生成,过程Ⅲ有三种分子生成
C.使用催化剂降低了水煤气变换反应的ΔH
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D.图示过程中的H O分子均参与了反应过程
2
答案 D
8.★★(2023山东昌乐二中月考一,9)已知:1 g C(s)燃烧生成一氧化碳放出9.2 kJ的
热量;氧化亚铜与氧气反应的能量变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.碳[C(s)]的摩尔燃烧焓ΔH为-110.4 kJ·mol-1
B.1 mol CuO分解生成Cu O放出73 kJ的热量
2
C.反应2Cu O(s)+O (g) 4CuO(s)的活化能为292 kJ·mol-1
2 2
D.足量C(s)与CuO反应生成Cu O的热化学方程式为C(s)+2CuO(s) Cu O(s)+CO(g)
2 2
ΔH=+35.6 kJ·mol-1
答案 D
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第 2 节 热化学方程式 盖斯定律
五年高考
1.★★(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
键能/(kJ·mol-1) 436 463
热化学方程式 2H(g)+O(g) 2HO(g) ΔH=-482 kJ·mol-1
2 2 2
则2O(g) O (g)的ΔH为( )
2
A.428 kJ·mol-1 B.-428 kJ·mol-1
C.498 kJ·mol-1 D.-498 kJ·mol-1
答案 D
2.★★(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( )
4 2 4 4
A.+533 B.+686 C.+838 D.+1 143
答案 C
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图,其中
b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一种。下列说法正确的是( )
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
答案 C
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4.★(2024山东,20节选)水煤气是H 的主要来源,研究CaO对C-H O体系制H 的影响,涉
2 2 2
及主要反应如下:
C(s)+H O(g) CO(g)+H (g) (Ⅰ) ΔH >0
2 2 1
CO(g)+H O(g) CO (g)+H (g) (Ⅱ) ΔH <0
2 2 2 2
CaO(s)+CO (g) CaCO (s) (Ⅲ) ΔH <0
2 3 3
(1)C(s)+CaO(s)+2H O(g) CaCO (s)+2H (g)的焓变ΔH= (用代
2 3 2
数式表示)。
答案 (1)ΔH +ΔH +ΔH
1 2 3
5.★★(2023全国甲,28节选)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
答案 (1)-307 √K
2
K
1
6.★★(2024贵州,17节选)在无氧环境下,CH 经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附
4
加值的芳烃产品。一定温度下,CH 芳构化时同时存在如下反应:
4
ⅰ.CH (g) C(s)+2H (g) ΔH =+74.6 kJ·mol-1 ΔS=+80.84 J·mol-1·K-1
4 2 1
ⅱ.6CH (g) C H (l)+9H (g) ΔH
4 6 6 2 2
(2)已知25 ℃时有关物质的燃烧热数据如表,则反应ⅱ的ΔH = kJ·mol-1(用
2
含a、b、c的代数式表示)。
物质 CH(g) CH(l) H(g)
4 6 6 2
ΔH/(kJ·mol-1) a b c
答案 (2)6a-b-9c
7.★★(2021山东,20节选)2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油添加剂。在催化剂
作用下,可通过甲醇与烯烃的液相反应制得,体系中同时存在如下反应:
反应Ⅰ: +CH OH ΔH
3 1
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反应Ⅱ: +CH OH ΔH
3 2
反应Ⅲ: ΔH
3
(1)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数K 与温度T变化关系如图所示。据
x
图判断,A和B中相对稳定的是 (用系统命名法命名);ΔH 的数值范围是
1
ΔH
2
(填标号)。
A.<-1 B.-1~0 C.0~1 D.>1
答案 (1)2-甲基-2-丁烯 D
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三年模拟
8.★★(2025届山东牟平一中开学考,8)以NH 、CO 为原料生产重要的高效氮肥——尿
3 2
素[CO(NH ) ],反应过程中能量( >0)变化如图所示,下列说法正确的是
2 2 E >E >E >E
a a a a
2 3 1 4
( )
A.该过程的两步反应均为放热反应
B.第二步反应是合成尿素的决速步骤
C.由图可知CO 和NH 在一定条件下发生有效碰撞直接生成了CO(NH ) 和H O
2 3 2 2 2
D.合成尿素的热化学方程式为2NH (g)+CO (g) CO(NH ) (s)+H O(g) ΔH=
3 2 2 2 2
E +E -E -E
a a a a
2 4 1 3
答案 B
9.★(2025届山东青岛期初调研,20节选)工业上通过在高温条件下用焦炭还原
Ca (PO ) 来生产白磷。为优化生产条件,往往会向原料中添加石英砂。过程中发生下列
3 4 2
反应:
2Ca (PO ) (s)+10C(s) 6CaO(s)+P (g)+10CO(g)(Ⅰ) ΔH >0
3 4 2 4 1
CaO(s)+SiO (s) CaSiO (s)(Ⅱ) ΔH <0
2 3 2
(1)2Ca (PO ) (s)+10C(s)+6SiO (s) 6CaSiO (s)+P (g)+10CO(g)(Ⅲ)的反应热ΔH =
3 4 2 2 3 4 3
(用代数式表示)。
答案 (1)ΔH +6ΔH
1 2
10.★(2024山东德州三模,20节选)甲醇水蒸气重整制氢转换条件温和、副产物少,成
为了诸多富氢燃料的首选。甲醇水蒸气重整制氢过程中的化学反应如下:
ⅰ.CH OH(g)+H O(g) 3H (g)+CO (g) ΔH
3 2 2 2 1
ⅱ.CO (g)+H (g) CO(g)+H O(g) ΔH =+41 kJ·mol-1
2 2 2 2
ⅲ.CH OH(g) CO(g)+2H (g) ΔH =+90 kJ·mol-1
3 2 3
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(1)ΔH = kJ·mol-1,若反应ⅰ正反应的活化能 =a kJ·mol-1,则逆反应的活
1 E
a
1
化能 = kJ·mol-1。
E
a
2
答案 (1)+49 (a-49)
11.★(创新点:分析计算反应热时缺少的数据)(2024山东济南三模,20节选)将产能过
剩的乙酸在特定催化剂作用下和氢气反应生成乙醇,其反应原理如下:CH COOH(g)
3
+2H (g) CH CH OH(g)+H O(g) ΔH <0。
2 3 2 2 1
已知:298 K、100 kPa时物质的摩尔燃烧焓如表所示。
物质 CHCOOH(l) H(g) CHCHOH(l)
3 2 3 2
摩尔燃烧焓/(kJ·mol-1) -871 -268 -1 367
(1)根据以上数据,计算该反应在298 K、100 kPa的ΔH 时,还需补充的数据是 。
1
A.H O的汽化热 B.CH CH OH的汽化热 C.CH COOH的汽化热
2 3 2 3
答案 (1)ABC
12.★★(2024山东泰安二模,19节选)化学研究为节能减排、资源回收等提供了有力的
支持。
(1)借助光将CO 转化为CH 的催化机理如图所示。
2 4
已知相关键能数据:H—H 436 kJ·mol-1、O—H 464 kJ·mol-1、C—H 414 kJ·mol-1、C
O 803 kJ·mol-1。CO 转化为CH 过程的总反应的热化学方程式是
2 4
;该反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
答案 (1)CO (g)+4H (g) CH (g)+2H O(g) ΔH=-162 kJ·mol-1 低温
2 2 4 2
13.★★(2025届山东青岛五十八中开学考,20节选)甲烷在化学工业中应用广泛。
(1)H 捕集CO 合成CH 涉及下列反应:
2 2 4
Ⅰ.4H (g)+CO (g) CH (g)+2H O(g) ΔH K
2 2 4 2 1 1
Ⅱ.H (g)+CO (g) CO(g)+H O(g) ΔH K
2 2 2 2 2
相关物质的相对能量大小如图所示,则ΔH = kJ·mol-1;升高温度,K
1 1
K
2
(填“增大”或“减小”)。
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答案 (1)-165 减小
14.★★(2025届山东烟台期中,18节选)乙烯是重要的基础化工原料,工业上利用乙烷
制乙烯涉及的相关反应如下:
反应Ⅰ:C H (g) C H (g)+H (g) ΔH
2 6 2 4 2 1
反应Ⅱ:2C H (g)+O (g) 2C H (g)+2H O(g) ΔH
2 6 2 2 4 2 2
(1)298 K时,反应Ⅰ的历程如图1所示。已知在标准压强101 kPa、298 K下,由最稳定
的单质合成1 mol物质B的反应焓变,叫做物质B的标准摩尔生成焓,用符号Δ
fH⊖
m
(kJ·mol-1)表示。部分物质的Δ 如图2所示。H (g)、O (g)的标准摩尔生成焓为0
fH⊖ 2 2
m
kJ·mol-1。
图1 图2
该反应的决速步骤为 (填“反应a”或“反应b”)。图2中x= ,热稳
定性:C H (g) C H (g)(填“>”或“<”),反应Ⅱ的ΔH = kJ·mol-1。
2 4 2 6 2
答案 (1)反应a -86 < -205.6
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考法突破 8 反应历程图像分析
五年高考
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
平 平 平
(S)/c (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
平
剂)为( )
答案 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间的关
1 2
系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是( )
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答案 B
3.★★(2022山东,10,2分)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HONO的反应历程有2种
C.增大NO的量,C H 的平衡转化率不变
3 8
D.当主要发生包含②的历程时,最终生成的水减少
答案 D
4.★★(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
3 2
和N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
3 2 3 2 3 2
子化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)。
由图示信息,下列说法错误的是( )
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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
5.(不定项)★★(2020山东,14,4分)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( );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图所示。已知在0 ℃和40 ℃时,1,2-加成产物
与1,4-加成产物的比例分别为70∶30和15∶85。下列说法正确的是( )
A.1,4-加成产物比1,2-加成产物稳定
B.与0 ℃相比,40 ℃时1,3-丁二烯的转化率增大
C.从0 ℃升至40 ℃,1,2-加成正反应速率增大,1,4-加成正反应速率减小
D.从0 ℃升至40 ℃,1,2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度
答案 AD
6.(不定项)★★(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- +CHO-
3
能量变化如图所示。已知 为快速平衡,下列说法正确
的是( )
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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
答案 B
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三年模拟
7.★★(2025届山东济南开学考,7)可采用Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成
Cl ,实现氯资源的再利用。反应的化学方程式:4HCl+O 2Cl +2H O。下图所示为该
2 2 2 2
方法的一种催化机理。下列说法正确的是( )
A.Z为O ,W为Cl
2 2
B.图中转化涉及的反应均为氧化还原反应
C.制取1 mol Cl ,需投入2 mol CuO
2
D.CuCl 也可以作反应的催化剂
2
答案 D
8.★★(2024山东淄博三模,10)N-Zn/TiO 光催化氧化处理含硫废液的机理如图所
2
示,HO ·和·OH分别与S 反应生成S 、H O。下列说法错误的是( )
2 O2- O2- 2
3 4
A.④的反应为2·OH+S S +H O
O2- O2- 2
3 4
B.pH过低或过高均会影响催化剂的催化效果
C.过程①、②和过程③、④产生的S 数目之比为1∶1
O2-
4
O2- O2-
D.光催化氧化处理含硫废液的总反应为2S 3 +O 2 2S 4
答案 C
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9.(不定项)★★(2025届山东德州开学考,14)采用选择性催化还原技术(SCR)可以有效
脱除烟气中的氮氧化物,反应机理与催化剂(V O /TiO )表面的NH 活性吸附位点有关,催
2 5 2 3
化机理如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.反应③有极性键的断裂与形成
B.反应④钒元素化合价升高
C.脱除NO的总反应为4NH +6NO 5N +6H O
3 2 2
D.若烟气中含有硫的氧化物,会降低NH -SCR的催化反应速率
3
答案 C
10.(不定项)★★(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。下列说法错误的是( )
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
答案 A
11.(不定项)★★(2024山东青岛三模,13改编)利用甲烷制备甲醇的反应机理如图。已
知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。下列说法错
误的是( )
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A.反应①为决速步
B.反应①和反应②中均涉及氢原子成键变化
C.对于总反应,升温时正反应速率的增大程度小于逆反应速率的增大程度
D.FeO+与CH D 反应,单位时间内氘代甲醇的产量:CH DOD>CHD OH
2 2 2 2
答案 BD
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