北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
专题十 化学反应的热效应
基础篇 固本夯基
考点一 化学反应中能量变化的有关概念
1.(2021湖北十堰调研,10)十氢萘(C H )是具有高储氢密度的氢能载体,经历“C H
10 18 10 18
C H C H ”脱氢过程释放氢气。
10 12 10 8
下列说法正确的是( )
A.总反应的ΔH=E -E
a a
1 2
B.C H (l)脱氢过程中,不会有大量中间产物C H (l)
10 18 10 12
C.十氢萘脱氢的总反应速率由第二步反应决定
D.选择合适的催化剂不能改变E 、E 的大小
a a
1 2
答案 B
2.(2021辽宁沈阳一模,5)常温常压下,1 mol CH OH与O 发生反应时,生成CO或HCHO
3 2
的能量变化如图(反应物O 和生成物水略去),下列说法正确的是( )
2
A.加入催化剂后,生成CO的热效应变大,生成HCHO的热效应变小
B.加入催化剂后,生成HCHO的速率变大,单位时间内生成HCHO量变多
C.CH OH的燃烧热为393 kJ·mol-1
3
D.生成HCHO的热化学方程式为2CH OH+O 2HCHO+2H O ΔH=-316 kJ·mol-1
3 2 2
答案 B
3.(2021河北秦皇岛二模,13)已知25 ℃、101 kPa下,1 mol水蒸发为水蒸气需要吸热
44.0 kJ 热量。
①H+(aq)+OH-(aq) H O(l) ΔH =-57.3 kJ·mol-1
2 1
②2CH OH(l)+3O (g) 4H O(g)+2CO (g) ΔH =-1 277.0 kJ·mol-1
3 2 2 2 2
下列有关说法错误的是( )
A.若反应②中CH OH变为气态,则该反应的反应热ΔH>ΔH
3 2
B.CH OH(l)的燃烧热ΔH=-726.5 kJ·mol-1
3
C.CH COOH(aq)+NaOH(aq) CH COONa(aq)+H O(l)的ΔH>-57.3 kJ·mol-1
3 3 2
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D.液态水变为水蒸气过程中需要克服分子间作用力
答案 A
4.(2020浙江1月选考,22,2分)在一定温度下,某反应达到了化学平衡,其反应过程对应的
能量变化如图。下列说法正确的是( )
A.E 为逆反应活化能,E'为正反应活化能
a a
B.该反应为放热反应,ΔH=E'-E
a a
C.所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量
D.温度升高,逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度,使平衡逆移
答案 D
5.(2022届河北邯郸开学考,12)(双选)苯与Br 的催化反应历程如图所示。
2
下列说法正确的是( )
A. 是总反应的催化剂
B. 转化为 是总反应的决速步骤
C.苯与Br 的催化反应是放热反应
2
D.反应生成的有机产物中,取代产物所占比例更大
答案 BD
6.(2022届河北唐山期中,12)工业合成三氧化硫的反应为2SO (g)+O (g) 2SO (g)
2 2 3
ΔH=-198 kJ· mol-1,反应过程可用下图模拟( 代表O 分子, 代表SO 分子, 代表
2 2
催化剂)。下列说法正确的是( )
A.过程Ⅰ和过程Ⅳ决定了整个反应进行的程度
B.过程Ⅱ为放热过程,过程Ⅲ为吸热过程
C.催化剂可降低整个反应的活化能,因此使ΔH减小
D.1 mol SO 和1 mol O 反应,放出的热量小于99 kJ
2 2
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答案 D
7.(2022届河北邯郸八校联考,12)下列图示与对应的叙述相符的是( )
A.探究反应物的接触面积对反应速
率的影响
B.从能量角度考虑,石墨比金刚石稳
定
C.反应开始后,注射器活塞向右移
动,该反应为放热反应
D.某放热反应分别在有、无催化剂
的情况下的能量变化
答案 B
考点二 热化学方程式的书写 盖斯定律
1.(2019北京理综,7,6分)下列示意图与化学用语表述内容不相符的是(水合离子用相应离
子符号表示)( )
A B
NaCl溶于水 电解CuCl 溶液
2
NaCl Na++Cl- CuCl Cu2++2Cl-
2
C D
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CH COOH在
3
水中电离
H 与Cl 反应能量变化
2 2
CH COOH H (g)+Cl (g) 2HCl(g)
3 2 2
CH COO-+H+ ΔH=-183 kJ·mol-1
3
答案 B
2.(2022届重庆南开质检,11)碳酸钠晶体(Na CO ·10H O)在干燥的空气中失水可得
2 3 2
Na CO ·H O(s)或Na CO (s):
2 3 2 2 3
Na CO ·10H O(s) Na CO ·H O(s)+9H O(g) ΔH >0
2 3 2 2 3 2 2 1
Na CO ·10H O(s) Na CO (s)+10H O(g) ΔH >0
2 3 2 2 3 2 2
下列说法正确的是( )
A.向Na CO (s)中滴加几滴水,温度升高
2 3
B.碳酸钠晶体的失水过程属于物理变化
C.Na CO
(s)中,Na+和CO2-
数目之比大于2
2 3 3
D.Na CO ·H O(s) Na CO (s)+H O(g)
2 3 2 2 3 2
ΔH=ΔH -ΔH
1 2
答案 A
3.(2021福建福州一模,9)反应2H (g)+O (g) 2H O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1 过程中的
2 2 2
能量变化关系如图。
下列说法错误的是( )
A.ΔH >ΔH
1 2
B.ΔH +ΔH +ΔH =ΔH =-571.6 kJ·mol-1
1 2 3 4
C.2 mol水蒸气转化为液态水能够释放出的能量为|ΔH |
3
D.若将上述反应设计成原电池,则当氢气失4 mol电子时能够产生571.6 kJ的电能
答案 D
4.(2022届重庆缙云联盟质检,12)下列有关热化学方程式的叙述正确的是( )
A.已知2H (g)+O (g) 2H O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1,则氢气的燃烧热ΔH=-241.8
2 2 2
kJ·mol-1
B.已知2C(s)+2O (g) 2CO (g) ΔH ;
2 2 1
2C(s)+O (g) 2CO(g) ΔH ,则ΔH >ΔH
2 2 1 2
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C.含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ热量,则稀醋酸和稀NaOH
溶液反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+CH COOH(aq) CH COONa(aq)+H O(l)
3 3 2
ΔH=-57.4 kJ·mol-1
D.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则2CO (g) 2CO(g)+O (g) ΔH=+566.0 kJ·mol-1
2 2
答案 D
5.(2020北京,12,3分)依据图示关系,下列说法不正确的是( )
A.石墨燃烧是放热反应
B.1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O 中燃烧,全部转化为CO ,前者放热多
2 2
C.C(石墨)+CO (g) 2CO(g) ΔH=ΔH -ΔH
2 1 2
D.化学反应的ΔH,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
答案 C
6.(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
7.(2021重庆强基联合体联考,12)已知:①H 、CO燃烧热分别为ΔH=a、ΔH=b;②CO(g)
2
+2H (g) CH OH(l) ΔH=c。则CH OH(l)的燃烧热为( )
2 3 3
A.ΔH=2a-b-c B.ΔH=2a+b-c
C.ΔH=-2a-b-c D.ΔH=-a-b-c
答案 B
8.(2017江苏单科,8,2分)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH OCH )。下列说法不
3 3
正确的是( )
①C(s)+H O(g) CO(g)+H (g)
2 2
ΔH =a kJ·mol-1
1
②CO(g)+H O(g) CO (g)+H (g)
2 2 2
ΔH =b kJ·mol-1
2
③CO (g)+3H (g) CH OH(g)+H O(g)
2 2 3 2
ΔH =c kJ·mol-1
3
④2CH OH(g) CH OCH (g)+H O(g) ΔH =d kJ·mol-1
3 3 3 2 4
A.反应①、②为反应③提供原料气
B.反应③也是CO 资源化利用的方法之一
2
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1 1 d
C.反应CH OH(g) CH OCH (g)+ H O(l)的ΔH= kJ·mol-1
3 2 3 3 2 2 2
D.反应2CO(g)+4H (g) CH OCH (g)+H O(g)的ΔH=(2b+2c+d) kJ·mol-1
2 3 3 2
答案 C
9.(2019浙江4月选考,23,2分)MgCO 和CaCO 的能量关系如图所示(M=Ca、Mg):
3 3
O2-
M2+(g)+C 3 (g) M2+(g)+O2-(g)+CO 2 (g)
ΔH ΔH
1 3
MCO (s) MO(s)+CO (g)
3 2
已知:离子电荷相同时,半径越小,离子键越强。下列说法不正确的是( )
A.ΔH (MgCO )>ΔH (CaCO )>0
1 3 1 3
B.ΔH (MgCO )=ΔH (CaCO )>0
2 3 2 3
C.ΔH (CaCO )-ΔH (MgCO )=ΔH (CaO)-ΔH (MgO)
1 3 1 3 3 3
D.对于MgCO 和CaCO ,ΔH +ΔH >ΔH
3 3 1 2 3
答案 C
10.(2020河北邢台月考,24)下表中依据热化学方程式得到的对应结论正确的是( )
热化学方程式 结论
稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq) H O(l) 将稀硫酸与Ba(OH) 的稀溶液混合后,若有1 mol
A 2 2
ΔH=-57.3 kJ·mol-1 H O生成,则放出的能量为57.3 kJ
2
Sn (s,灰) Sn(s,白)
B 锡制品在炎热的夏天更容易损坏
ΔH=+2.1 kJ·mol-1(灰锡为粉末状,白锡
为块状)
P (s,白磷) 4P(s,红磷)ΔH=-29.2
C 4 常温下,红磷比白磷稳定
kJ·mol-1
C H 的燃烧热
C H (g)+5O (g) 3CO (g)+4H O(g) 3 8
D 3 8 2 2 2 ΔH=-2 043.9 kJ·
ΔH=-2 043.9 kJ·mol-1
mol-1
答案 C
11.(2022届北京海淀期中,12)以CO和H 为原料合成甲醇是工业上的成熟方法,直接以
2
CO 为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用CO 人工合成淀粉时,第一步就
2 2
需要将CO 转化为甲醇。
2
已知:①CO(g)+2H (g) CH OH(g) ΔH =-90.5 kJ·mol-1
2 3 1
②CO(g)+H O(g) CO (g)+H (g)
2 2 2
ΔH =-41.1 kJ·mol-1
2
③2H (g)+O (g) 2H O(g)
2 2 2
ΔH =-483.6 kJ·mol-1
3
下列说法不正确的是( )
A.若温度不变,反应①中生成1 mol CH OH(l)时,放出的热量大于90.5 kJ
3
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B.CO 与H 合成甲醇的热化学方程式为
2 2
CO (g)+3H (g) CH OH(g)+H O(g) ΔH=-49.4 kJ·mol-1
2 2 3 2
C.通过电解制H 和选用高效催化剂,可降低CO 与H 合成甲醇的反应的焓变
2 2 2
D.以CO 和H O为原料合成甲醇,同时生成O ,该反应需要吸收能量
2 2 2
答案 C
综合篇 知能转换
综合 计算反应热的常用方法
1.(2021重庆南开质检,13)已知:①CO的燃烧热为283 kJ/mol,H 的燃烧热为285
2
kJ/mol;②部分化学键键能数据如表:
化学键 H—H C—O C O H—O C—H
E(kJ/mol) 436 343 1 076 465 413
则CH OH的燃烧热为( )
3
A.754 kJ/mol B.469 kJ/mol
C.318 kJ/mol D.159 kJ/mol
答案 A
2.(2021重庆新高考适应卷,11)已知 (g)+H (g) CH CH CH (g) ΔH=-157 kJ/mol。
2 3 2 3
已知环丙烷(g)的燃烧热ΔH=-2 092 kJ/mol,丙烷(g)的燃烧热ΔH=-2 220 kJ/mol,1 mol
液态水蒸发为气态水的焓变ΔH=+44 kJ/mol。则2 mol氢气完全燃烧生成气态水的
ΔH(kJ/mol)为( )
A.-658 B.-482 C.-329 D.-285
答案 B
3.(2019江苏单科,11,4分)氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有
关说法正确的是( )
A.一定温度下,反应2H (g)+O (g) 2H O(g)能自发进行,该反应的ΔH<0
2 2 2
B.氢氧燃料电池的负极反应为O +2H O+4e- 4OH-
2 2
C.常温常压下,氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H ,转移电子的数目为6.02×1023
2
D.反应2H (g)+O (g) 2H O(g)的ΔH可通过下式估算:ΔH=反应中形成新共价键的键
2 2 2
能之和-反应中断裂旧共价键的键能之和
答案 A
4.(2021河北名校联盟开学考,7)用H O 和H SO 的混合溶液可溶解废旧印刷电路板上的
2 2 2 4
铜。已知:Cu(s)+2H+(aq) Cu2+(aq)+H (g) ΔH=+64.39 kJ·mol-1;2H O (l)
2 2 2
1
2H O(l)+O (g) ΔH=-196.46 kJ·mol-1;H (g)+ O (g) H O(l) ΔH=-285.84 kJ·mol-1,在
2 2 2 2 2 2
H SO 溶液中,Cu与H O 反应生成Cu2+(aq)和H O(l)的反应热ΔH等于( )
2 4 2 2 2
A.-417.91 kJ·mol-1
B.-319.68 kJ·mol-1
C.+546.69 kJ·mol-1
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D.-448.46 kJ·mol-1
答案 B
5.(2021河北邯郸一模,6)一定条件下,Al可以将Fe置换出来,其转化的能量变化如图,则在
1 538 ℃时,反应Fe(s) Fe(l)的ΔH为( )
A.+851.1 kJ·mol-1 B.+91.0 kJ·mol-1
C.+27.6 kJ·mol-1 D.+13.8 kJ·mol-l
答案 D
6.(2022届黑龙江八校联考,16)已知:HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=-12.1 kJ·
mol-1;HCl(aq)与NaOH(aq)中和反应的ΔH=-55.6 kJ· mol-1。则HCN在水溶液中电离的
ΔH等于( )
A.+43.5 kJ· mol-1 B.-43.5 kJ· mol-1
C.-67.7 kJ· mol-1 D.+67.7 kJ· mol-1
答案 A
7.(2018天津,10节选)CO 与CH 经催化重整,制得合成气:
2 4
CH (g)+CO (g) 2CO(g)+2H (g)
4 2 2
已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键 C—H C O H—H C O(CO)
键能/kJ·mol-1 413 745 436 1 075
则该反应的ΔH= 。
答案 +120 kJ·mol-1
8.(2018江苏单科,20节选)NO (主要指NO和NO )是大气主要污染物之一。有效去除大
x 2
气中的NO 是环境保护的重要课题。
x
用水吸收NO 的相关热化学方程式如下:
x
2NO (g)+H O(l) HNO (aq)+HNO (aq) ΔH=-116.1 kJ·mol-1
2 2 3 2
3HNO (aq) HNO (aq)+2NO(g)+H O(l) ΔH=75.9 kJ·mol-1
2 3 2
反应3NO (g)+H O(l) 2HNO (aq)+NO(g)的ΔH= kJ·mol-1。
2 2 3
答案 -136.2
9.(2021全国甲,28节选)二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。回答
下列问题:
二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:
CO (g)+3H (g) CH OH(g)+H O(g)
2 2 3 2
该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①CO (g)+H (g) CO(g)+H O(g)
2 2 2
ΔH =+41 kJ·mol-1
1
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②CO(g)+2H (g) CH OH(g)
2 3
ΔH =-90 kJ·mol-1
2
总反应的ΔH= kJ·mol-1;若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量
变化的是 (填标号),判断的理由是 。
答案 -49 A ΔH 为正值,ΔH 和ΔH为负值,反应①活化能大于反应②的
1 2
10.(2022届山西运城期中,20节选)利用合成气(主要成分为CO、CO 和H )在催化剂的
2 2
作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H (g) CH OH(g) ΔH
2 3 1
②CO (g)+3H (g) CH OH(g)+H O(g) ΔH
2 2 3 2 2
③CO (g)+H (g) CO(g)+H O(g) ΔH
2 2 2 3
回答下列问题:
(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:
H—O C—H
化学键 H—H C—O
E/(kJ·mol-1) 436 343 1 076 465 413
由此计算ΔH = kJ·mol-1,已知ΔH =-58 kJ·mol-1,则ΔH = kJ·mol-1。
1 2 3
(2)科学家提出制备“合成气”反应历程分两步:
反应①:CH (g) C(ads)+2H (g)(慢反应)
4 2
反应②:C(ads)+CO (g) 2CO(g)(快反应)
2
上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图所示:
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CH 与CO 制备合成气的热化学方程式为
4 2
————————————————————。
答案 (1)-99 +41
(2)CH (g)+CO (g) 2CO(g)+2H (g) ΔH=+(E -E )kJ· mol-1
4 2 2 3 1
应用篇 知行合一
应用 反应热大小的比较
1.(2021浙江6月选考,21,2分|学术探索情境)相同温度和压强下,关于反应的ΔH,下列判
断正确的是( )
A.ΔH >0,ΔH >0 B.ΔH =ΔH +ΔH
1 2 3 1 2
C.ΔH >ΔH ,ΔH >ΔH D.ΔH =ΔH +ΔH
1 2 3 2 2 3 4
答案 C
2.(2021安徽六安统考,4|学术探索情境)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(
)
A.已知C(石墨,s) C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
B.在一定温度和压强下,将0.5 mol N 和1.5 mol H 置于密闭容器中充分反应生成
2 2
NH (g),放出热量19.3 kJ,则其热化学方程式为N (g)+3H (g) 2NH (g) ΔH=-19.3
3 2 2 3
kJ·mol-1
C.已知2C(s)+2O (g) 2CO (g) ΔH ;2C(s)+O (g) 2CO(g) ΔH ,则ΔH >ΔH
2 2 1 2 2 1 2
D.已知Ni(CO) (s) Ni(s)+4CO(g) ΔH=Q kJ·mol-1,则Ni(s)+4CO(g) Ni(CO) (s)
4 4
ΔH=-Q kJ·mol-1
答案 D
3.(2020浙江7月选考,22,2分|学术探索情境)关于下列ΔH的判断正确的是 ( )
CO2- (aq)+H+(aq) HCO- (aq) ΔH
3 3 1
CO2- (aq)+H O(l) HCO- (aq)+OH-(aq)
3 2 3
ΔH
2
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OH-(aq)+H+(aq) H O(l) ΔH
2 3
OH-(aq)+CH COOH(aq) CH COO-(aq)+H O(l) ΔH
3 3 2 4
A.ΔH <0 ΔH <0 B.ΔH <ΔH
1 2 1 2
C.ΔH <0 ΔH >0 D.ΔH >ΔH
3 4 3 4
答案 B
4.(2021黑龙江齐齐哈尔期末,8|学术探索情境)卤化铵(NH X)的能量关系如图所示。
4
下列说法正确的是( )
A.ΔH >0,ΔH <0
1 2
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 +ΔH 比NH I的小
4 3 4 4
D.ΔH +ΔH +ΔH +ΔH +ΔH =0
1 2 3 4 5
答案 C
5.(2021河北保定摸底,15|学术探索情境)如图是金属镁和卤素单质(X )反应的能量变化示
2
意图。
下列叙述中,正确的说法有( )
①Mg(s)所具有的能量高于MgX (s)所具有的能量
2
②MgCl 电解制Mg(s)和Cl (g)是吸热过程
2 2
③热稳定性:MgI >MgBr >MgCl >MgF
2 2 2 2
④断裂Mg(s)和X (g)的化学键放出的能量比形成MgX (s)的化学键吸收的能量多
2 2
A.1项 B.2项 C.3项 D.4项
答案 A
6.(2022届黑龙江八校联考,11|学术探索情境)相同条件下,下列各组热化学方程式(溶液中
的反应均是在稀溶液之间进行的)中, ΔH >ΔH 的是( )
1 2
A.2H (g)+O (g) 2H O(l) ΔH ;
2 2 2 1
CaCO (s) CaO(s)+CO (g) ΔH
3 2 2
B.H+(aq)+OH-(aq) H O(l) ΔH ;
2 1
H+(aq)+NH ·H O(aq) NH+ (aq)+H O(l) ΔH
3 2 4 2 2
C.S(s)+O (g) SO (g) ΔH ;
2 2 1
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S(g)+O (g) SO (g) ΔH
2 2 2
D.CO (g) CO(g)+1/2O (g) ΔH ;
2 2 1
2CO (g) 2CO(g)+O (g) ΔH
2 2 2
答案 C
7.(2022届黑龙江哈尔滨期中,18|学术探索情境)室温下,将1 mol的CuSO (s)溶于水会使
4
溶液温度升高,热效应为ΔH ;将1 mol的CuSO ·5H O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效
1 4 2
应为ΔH ,CuSO ·5H O受热分解的化学方程式为CuSO ·5H O(s) CuSO (s)+5H O(l),
2 4 2 4 2 4 2
热效应为ΔH 。则下列判断正确的是 ( )
3
A.ΔH <0,ΔH >ΔH
1 1 3
B.ΔH >0,ΔH +ΔH =ΔH
2 2 3 1
C.ΔH +ΔH >ΔH
1 2 3
D.ΔH >0,ΔH <ΔH
3 2 3
答案 D
8.(2021浙江1月选考,24,2分)在298.15 K、100 kPa条件下,N (g)+3H (g) 2NH (g)
2 2 3
ΔH=-92.4 kJ·mol-1,N (g)、H (g)和NH (g)的比热容分别为29.1、28.9和35.6
2 2 3
J·K-1·mol-1。一定压强下,1 mol反应中,反应物[N (g)+3H (g)]、生成物[2NH (g)]的能量随
2 2 3
温度T的变化示意图合理的是( )
答案 B
9.(2022届河北邯郸八校联考,14|实验探究情境)某化学兴趣小组进行了实验,向两支试管
中分别加入0.5 g Na CO 固体和0.5 g NaHCO 固体,再分别加入30 mL 0.3 mol·L-1盐
2 3 3
酸,充分反应后,用手触摸试管,明显感觉到加Na CO 固体的试管变热了,加NaHCO 固体
2 3 3
的试管变冷了。甲同学由此得出结论:CO2-
(aq)+2H+(aq) H O(l)+CO (g) ΔH <0,HC
3 2 2 1
O-(aq)+H+(aq) H O(l)+CO (g) ΔH >0。
3 2 2 2
回答下列问题:
(1)乙同学认为该实验不一定能得到甲同学的结论,你支持谁的观点? (填“甲”
或“乙”),理由是 _____________________________。
(2)查阅资料:
第 12 页 共 20 页第 12 页 共 20 页
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反应Ⅰ:CO2-
(aq)+2H+(aq) H O(l)+CO (g) ΔH =-12.14 kJ·mol-1;
3 2 2 1
反应Ⅱ:HCO-
(aq)+H+(aq) H O(l)+CO (g) ΔH =+12.64 kJ·mol-1
3 2 2 2
则反应Ⅲ:CO2-
(aq)+H+(aq)
HCO-
(aq) ΔH = kJ·mol-1。向V mL c mol·L-1
3 3 3
碳酸钠溶液中,逐滴加入2V mL c mol·L-1稀盐酸。下列图像中,能正确表示该反应过程
中的能量变化的是 (填标号)。
(3)某化学兴趣小组用如图所示装置设计了实验,验证碳酸钠、碳酸氢钠分别与稀盐酸反
应的热效应。
表格一:
试剂1 试剂2混合前温度/℃ 混合后温度/℃
0.5 g Na CO 40 mL稀盐酸19.0 21.7
2 3
0.5 g NaHCO 40 mL稀盐酸19.0 18.1
3
表格二:
试剂2混合前 溶解后温度
试剂1 静置后的温度/℃ 试剂3混合前温度/℃ 混合后温度/℃
温度/℃ /℃
0.5 g
10 mL 10 mLH O
Na C 22.3 19.0 2 19.0
2 H O 19.0 19.0
O 2
3
0.5 g
10 mL 10 mLH O
NaHC 17.5 19.0 2 19.0
H O 19.0 19.0
O 2
3
第 13 页 共 20 页第 13 页 共 20 页
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表格三:
试剂2混合前温 试剂3混合前温
试剂1 溶解后温度/℃ 静置后的温度/℃ 混合后温度/℃
度/℃ 度/℃
0.5 g 10 mL 10 mL稀盐酸
22.3 19.0 20.5
Na CO H O 19.0 19.0
2 3 2
0.5 g 10 mL 10 mL稀盐酸
17.5 19.0 18.3
NaHCO H O 19.0 19.0
3 2
实验操作:将试剂1与试剂2混合,测混合后溶液的温度,静置,冷却至定温,再将试剂3与
之前的混合溶液混合,再测混合溶液的温度。
①实验中玻璃搅拌棒的使用方法是 。
②表格二对应实验得出的结论是
。
③反应Ⅳ:Na CO (s)+2H+(aq) 2Na+(aq)+H O(l)+CO (g) ΔH ;反应Ⅴ:NaHCO (s)+H+
2 3 2 2 4 3
(aq) Na+(aq)+H O(l)+CO (g) ΔH 。则ΔH ΔH (填“>”“<”或“=”,下同),ΔH
2 2 5 1 4 2
ΔH 。
5
答案 (1)乙 该实验过程包含了离子的反应过程和固体的溶解过程,固体的溶解过程也
有热效应
(2)-24.78 C
(3)①上下搅动 ②Na CO 固体的溶解是放热过程,NaHCO 固体的溶解是吸热过程,而
2 3 3
两种溶液的稀释几乎没有能量变化 ③> <
创新篇 守正出奇
创新 反应机理与能量图像
1.[2022届T8联考(1),9]H 和O 在钯的配合物离子[PdCl ]2-的作用下合成H O ,反应历程
2 2 4 2 2
如图,下列说法不正确的是( )
A.[PdCl ]2-在此过程中作催化剂
4
B.该过程的总反应为H +O H O
2 2 2 2
C.生成1 mol H O 的过程中,转移电子总数为4 mol
2 2
D.历程中发生了Pd+O +2Cl- [PdCl O ]2-
2 2 2
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答案 C
2.[2022届T8联考(2),8]CO 甲烷化也是实现“碳达峰”的重要途径,反应机理如下图。
2
下列说法错误的是( )
A.该反应使用的催化剂既加快了甲烷化速率,又提高H 的平衡转化率
2
B.H 吸附在催化剂Pd表面而发生反应
2
C.MgOCO 和MgOCOOH均为该反应过程的中间产物
2
D.上述甲烷化过程总反应可表示为CO +4H CH +2H O
2 2 4 2
答案 A
3.[2022届T8联考(2),14]煤的间接液化可先转化为一氧化碳和氢气,后在催化剂作用下
合成甲醇,其中一氧化碳与氢气的反应历程如图,吸附在催化剂表面上的物种用*标注。
下列说法正确的是( )
A.煤中含有苯和甲苯,可以通过分馏的方式将它们分离出来
B.该反应历程中决速步骤的活化能为1.6 eV
C.石油裂解和煤的干馏都是化学变化,而石油的分馏和煤的气化都是物理变化
1
D.虚线框内发生的化学反应方程式可能为H CO*+ H CH OH*
3 2 2 3
答案 D
4.(2022届重庆育才适应考,9|设问创新)已知:CH CH (g)+H (g) CH CH (g)的反应过
2 2 2 3 3
程中的能量与反应进程关系如图所示。
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下列说法错误的是( )
A.该反应的ΔH<0,不需要加热即可发生该反应
B.上述过程中,CH CH 内部碳原子间的双键变为单键
2 2
C.途径b使用了催化剂,使催化加氢反应的活化能由E 降为E
2 1
D.CH CH (g)+H (g) CH CH (g),该反应的ΔH=(E -E )kJ·mol-1
2 2 2 3 3 1 3
答案 A
5.(2020天津,10,3分)理论研究表明,在101 kPa和298 K下,HCN(g) HNC(g)异构化
反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.HCN比HNC稳定
B.该异构化反应的ΔH=+59.3 kJ·mol-1
C.正反应的活化能大于逆反应的活化能
D.使用催化剂,可以改变反应的反应热
答案 D
6.(2021湖北孝感调研,8|素材创新)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了丙烷在
六方氮化硼催化剂表面氧化脱氢制丙烯的反应历程,部分历程如图所示,其中吸附在催化
剂表面的物种用*标注。
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下列说法错误的是( )
A.丙烷在镍催化剂表面氧化脱氢制丙烯的反应历程与上述不同
B.反应历程中决速步骤能垒(活化能)为1.73 eV
C.反应历程中,生成过渡态Ⅰ比生成过渡态Ⅱ容易
D.图示反应历程之后可能发生的化学反应为2H O 2H O+O ↑
2 2 2 2
答案 C
7.(2021辽宁五校期末,6|素材创新)以TiO 为催化剂的光热化学循环分解CO 反应为温
2 2
室气体减排提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如
下图所示。
下列说法正确的是( )
A.过程①中钛氧键断裂会释放能量
B.该反应中,光能和热能转化为化学能
C.使用TiO 作催化剂可以降低反应的焓变,从而提高化学反应速率
2
D.CO 分解反应的热化学方程式为2CO (g) 2CO(g)+O (g) ΔH=+30 kJ/mol
2 2 2
答案 B
8.(2020北京模拟,7)以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方
法,其流程图如下。
相关反应的热化学方程式如下:
反应Ⅰ:SO (g)+I (g)+2H O(l) 2HI(aq)+H SO (aq) ΔH =-213 kJ·mol-1
2 2 2 2 4 1
1
反应Ⅱ:H SO (aq) SO (g)+H O(l)+ O (g) ΔH =+327 kJ·mol-1
2 4 2 2 2 2 2
反应Ⅲ:2HI(aq) H (g)+I (g) ΔH =+172 kJ·mol-1
2 2 3
下列说法不正确的是( )
A.该过程实现了太阳能到化学能的转化
B.SO 和I 对总反应起到了催化剂的作用
2 2
C.总反应的热化学方程式为2H O(l) 2H (g)+O (g) ΔH=+286 kJ·mol-1
2 2 2
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D.该过程降低了水分解制氢反应的活化能,但总反应的ΔH不变
答案 C
9.(2021河北高考压轴,12|素材创新)我国科学家实现了在铜作催化剂的条件下将
DMF[(CH ) NCHO]转化为三甲胺[N(CH ) ]。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表
3 2 3 3
面的反应历程如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.该历程中的最大能垒(活化能)为1.19 eV
B.该历程中最小能垒的化学方程式为 (CH ) NCH OH* (CH ) NCH +OH*
3 2 2 3 2 2
C.该反应的热化学方程式为(CH ) NCHO(g)+2H (g) N(CH ) (g)+H O(g) ΔH=-1.02
3 2 2 3 3 2
eV·mol-1
D.增大压强或增大H 的浓度均能加快反应速率,并增大DMF平衡转化率
2
答案 C
10.(2021湖南,14,4分|设问创新)(双选)铁的配合物离子{用[L—Fe—H]+表示}催化某反应
的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示:
下列说法错误的是( )
A.该过程的总反应为HCOOH CO ↑+H ↑
2 2
B.H+浓度过大或者过小,均导致反应速率降低
C.该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化
D.该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定
答案 CD
11.(2022届河北唐山期中,9|素材创新)CH 与Cl 生成CH Cl的反应过程中,中间态物质的
4 2 3
能量关系如图所示(E 表示活化能)。下列说法错误的是 ( )
a
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·· ·· ··
Cl Cl Cl
A.已知Cl是由Cl 2 在光照条件下化学键断裂生成的,该过程可表示为·· ·· ·· 2·· ·
·· ·· ··
B.CH +Cl CH Cl+HCl是一步就能完成的反应
4 2 3
C.图中ΔH<0,其大小与E 、E 无关
a a
1 2
D.相同条件下,E 越大相应的反应速率越慢
a
答案 B
12.(2022届河北石家庄月考,11|素材创新)(双选)近日,北京航空航天大学教授团队与中科
院高能物理研究所合作,合成了Y、Sc(Y /NC,Sc /NC)单原子催化剂,用于常温常压下的
1 1
电化学催化氢气还原氮气的反应。反应历程与相对能量模拟计算结果如图所示(*表示
稀土单原子催化剂)。
下列说法错误的是( )
A.Sc /NC比Y /NC更有利于吸附氮气
1 1
B.实际生产中将催化剂的尺寸处理成纳米级颗粒可提高氨气的平衡转化率
C.使用Sc /NC单原子催化剂的反应历程中,最大能垒的反应过程可表示为*N +H
1 2
*NNH
D.升高温度一定可以提高氨气单位时间内的产率
答案 BD
13.(2022届山西运城期中,14|素材创新)Ni可活化C H 放出CH ,其反应历程如下图所示:
2 6 4
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下列关于活化历程的说法错误的是( )
A.在此反应过程中Ni的成键数目发生变化
B.只涉及极性键的断裂和生成
C.决定此反应速率的步骤:中间体2→中间体3
D.Ni(s)+C H (g) NiCH (s)+CH (g)
2 6 2 4
ΔH=-6.57 kJ·mol-1
答案 B
14.(2021安徽江淮十校质检,3|素材创新)甲酸(HCOOH)是一种可再生的储氢物质,其产生、
储存和应用H 的循环示意图如图1所示。在催化剂作用下,HCOOH分解生成CO 和H
2 2 2
的反应机理如图2所示。下列叙述不正确的是( )
图1
图2
A.氢能属于二次能源
B.图1循环示意图中,涉及的能量转化方式至少有3种
C.光催化H O分解生成1 mol H 与甲酸分解生成1 mol H 转移电子的物质的量相等
2 2 2
D.按图2反应机理,用HCOOK溶液代替HCOOH催化产氢的效果更佳
答案 C
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