曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
专题九 化学反应的热效应
高频考点
考点一 化学反应中能量变化的有关概念、ΔH的计算与比较
基础 化学反应中能量变化的有关概念及能量图像。
重难 ΔH的计算与比较。
综合反应历程中基元反应的能量变化。
限时15分钟,正答率: /8。
基础
1.(2013北京理综,6,6分)下列设备工作时,将化学能转化为热能的是( )
A B C D
硅太阳能电池 锂离子电池 太阳能集热器 燃气灶
答案 D
2.(2021河北唐山三模,8)以TiO 为催化剂的光热化学循环分解CO 反应为温室气体减排
2 2
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
3.(2022 5·3创新)乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理如下,能量与反应进程的关系如
图所示。下列叙述正确的是( )曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
A.使用催化剂可以减少反应放出的热量
B.第①步反应只断裂了碳碳键
C.由图可知,总反应的反应速率主要取决于第①步
D.总反应不需要加热就能进行
答案 C
4.(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
重难
5.(2018浙江11月选考,21,2分)已知:H O(g) H O(l) ΔH
2 2 1
C H O (g) C H O (s) ΔH
6 12 6 6 12 6 2
C H O (s)+6O (g) 6H O(g)+6CO (g) ΔH
6 12 6 2 2 2 3
C H O (g)+6O (g) 6H O(l)+6CO (g) ΔH
6 12 6 2 2 2 4
下列说法正确的是( )
A.ΔH <0,ΔH <0,ΔH <ΔH
1 2 3 4
B.6ΔH +ΔH +ΔH -ΔH =0
1 2 3 4
C.-6ΔH +ΔH +ΔH -ΔH =0
1 2 3 4
D.-6ΔH +ΔH -ΔH +ΔH =0
1 2 3 4
答案 B曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
6.(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
综合
7.(2022重庆一模,5)CO与N O在铁催化剂表面进行如下两步反应:
2
第一步:Fe*+N O FeO*+N (慢)
2 2
第二步:FeO*+CO Fe*+CO (快)
2
其相对能量与反应历程如下图所示,下列说法错误的是( )
A.在整个反应历程中,有极性键的断裂和生成
B.总反应的反应速率由第一步反应决定
C.两步反应均为放热反应
D.FeO*和Fe*均为反应的催化剂
答案 D
8.(2021重庆南开中学第四次质检,11)烷烃中的氢原子被卤素原子取代的反应是一个自
由基反应。例如,甲烷与氯气光照得到一氯甲烷的反应分为两步,反应过程中的能量变化
示意图如下:曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
下列说法不正确的是( )
A.CH ·(甲基)的电子式 为
3
B.第二步反应的活化能 为8.3 kJ/mol
C.Cl·浓度大小对生成 CH Cl的反应速率有较大影响
3
D.CH (g)+Cl (g) CH Cl(g)+HCl(g) ΔH=-105.4 kJ/mol
4 2 3
答案 A
考点二 热化学方程式的书写 盖斯定律及其应用
基础 热化学方程式的书写与正误判断。
重难 盖斯定律的应用。
综合 有关热化学的学科内综合。
限时20分钟,正答率: /6。
基础
1.(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
2.(2022重庆西南大学附中一模,6)我国科学院化学研究所报道了化合物1催化CO 氢化
2
机理。由化合物1(催化剂,固体)→化合物2(中间产物,固体)过程的机理和相对能量曲线
如图所示(已知1 eV=1.6×10-19 J)。下列说法错误的是( )曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
A.该过程中Fe形成的共价键数目没有变
B.图中1 与化合物2互为同分异构体
1-2
C.过程②为化合物1→化合物2过程的决速步骤
D.过程①的热化学方程式为1(s)+CO (g) 1 (s) ΔH=+2.08 kJ·mol-1
2 1-2
答案 D
重难
3.(2022重庆一模,6)1,3-环己二烯常用作有机合成中间体,已知: (g)+H (g)
2
(g) ΔH=a kJ/mol。几种物质之间的能量关系如图所示,则上述反应中的a为(
)
A.+28.7 B.+88.8 C.-88.8 D.-117.5
答案 A
综合
4.(2021北京,14,3分)丙烷经催化脱氢可制丙烯:C H C H +H 。600 ℃,将一定浓度的
3 8 3 6 2
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曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
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)
3 6 2 2 2
2
ΔH=-2 058 kJ·mol-1
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( )
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
3 6 2 2 0
定存在: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
答案 C
5.(2017北京理综,26,13分)TiCl 是由钛精矿(主要成分为TiO )制备钛(Ti)的重要中间产
4 2
物,制备纯TiCl 的流程示意图如下:
4
钛精矿 粗TiCl 纯TiCl
4 4
资料:TiCl 及所含杂质氯化物的性质
4
化合物 SiCl TiCl AlCl FeCl MgCl
4 4 3 3 2
181
沸点/℃ 58 136 316 1 412
(升华)
熔点/℃ -69 -25 193 304 714
在TiCl
4
中的溶 互溶 —— 微溶 难溶
解性
(1)氯化过程:TiO 与Cl 难以直接反应,加碳生成CO和CO 可使反应得以进行。
2 2 2
已知:TiO (s)+2Cl (g) TiCl (g)+O (g) ΔH =+175.4 kJ·mol-1
2 2 4 2 1
2C(s)+O (g) 2CO(g)
2
ΔH =-220.9 kJ·mol-1
2
①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl (g)和CO(g)的热化学方程式: 。
4
②氯化过程中CO和CO 可以相互转化,根据下图判断:CO 生成CO反应的ΔH 0(填
2 2
“>”“<”或“=”),判断依据: 。曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
③氯化反应的尾气须处理后排放,尾气中的HCl和Cl 经吸收可得粗盐酸、FeCl 溶液,则
2 3
尾气的吸收液依次是 。
④氯化产物冷却至室温,经过滤得到粗TiCl 混合液,则滤渣中含有 。
4
(2)精制过程:粗TiCl 经两步蒸馏得纯TiCl 。示意图如下:
4 4
物质a是 ,T 应控制在 。
2
答案 (1)①TiO (s)+2Cl (g)+2C(s) TiCl (g)+2CO(g) ΔH=-45.5 kJ·mol-1 ②> 随
2 2 4
温度升高,CO含量增大,说明生成CO的反应是吸热反应
③H O、FeCl 溶液、NaOH溶液 ④MgCl 、AlCl 、FeCl
2 2 2 3 3
(2)SiCl 高于136 ℃,低于181 ℃
4
6.(2018江苏单科,20,14分)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
(1)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
(2)用稀硝酸吸收NO ,得到HNO 和HNO 的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝
x 3 2
酸。写出电解时阳极的电极反应式: 。
(3)用酸性(NH ) CO水溶液吸收NO ,吸收过程中存在HNO 与(NH ) CO生成N 和CO
2 2 x 2 2 2 2 2
的反应。写出该反应的化学方程式: 。
(4)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH 与NO 反应生成N 。
3 x 2
①NH 与NO 生成N 的反应中,当生成1 mol N 时,转移的电子数为 mol。
3 2 2 2
②将一定比例的O 、NH 和NO 的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应
2 3 x
(装置见图1)。
反应相同时间NO 的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示,在50~250 ℃范围内随着
x
温度的升高,NO 的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是
x
;当反应温度高于380 ℃时,NO 的去除率迅速下降的原因可能是
x
。曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
图1
图2
答案 (1)-136.2
(2)HNO -2e-+H O 3H++N
2 2 O-
3
(3)2HNO +(NH ) CO 2N ↑+CO ↑+3H O
2 2 2 2 2 2
24
(4)① ②迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NO 去除反应
x
7
速率迅速增大;上升缓慢段主要是温度升高引起的NO 去除反应速率增大 催化剂活性
x
下降;NH 与O 反应生成了NO
3 2
易混易错
1.燃烧热(2013天津理综,1,6分)运用有关概念判断下列叙述正确的是 ( )
A.1 mol H 燃烧放出的热量为H 的燃烧热
2 2
B.Na SO 与H O 的反应为氧化还原反应
2 3 2 2
C. 和 互为同系物
D.BaSO 的水溶液不易导电,故BaSO 是弱电解质
4 4
答案 B
2.盖斯定律(2022 5·3创新)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH OCH )。下列说法
3 3
不正确的是( )
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
C.反应C(s)+2H O(l) CO (g)+2H (g)的ΔH=(a+b)kJ·mol-1
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
3.反应的热效应(2022福建厦门二模,8)利用化学链将高炉废气中CO 转化为CO的过程
2
如图。下列说法不正确的是( )曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
A.Fe O 和CaO可循环利用
3 4
B.反应④为吸热反应
C.该化学链的总反应是CO +H CO+H O
2 2 2
D.该方法可降低分离CO和N 所需的能耗
2
答案 B
4.催化剂对活化能、焓变的影响(2022 5·3创新)甲硫醇是合成染料和农药的原料,可通过
甲醇与硫化氢反应得到,热化学方程式为H S(g)+CH OH(l) CH SH(l)+H O(l)
2 3 3 2
ΔH=-21 kJ/mol。硫化氢与甲醇合成甲硫醇的催化反应过程如图。下列说法中正确的是(
)
A.过程①和②均放出能量
B.过程④形成了O—H键和C—S键
C.E(H—S)+E(C—O)>E(C—S)+E(H—O)(E表示键能)
D.催化剂改变反应历程,从而改变该反应的ΔH
答案 B
题型模板
模型一 能量守恒思想模型
模型认知
根据盖斯定律计算ΔH曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
将已知的热化学方程式按照所要获得的反应方程式进行变换,对不需要的物质进行定量
的“消元”——都是反应物(或都是生成物)的可做减法;一项是反应物、一项是生成物
的可做加法;ΔH也进行相应的加减。
1.(2021浙江6月选考,21,2分)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
1 2
B.ΔH =ΔH +ΔH
3 1 2
C.ΔH >ΔH ,ΔH >ΔH
1 2 3 2
D.ΔH =ΔH +ΔH
2 3 4
答案 C
2.(2021江苏六市第一次调研,4)工业上利用NH 和CO 制取尿素[CO(NH ) ],有关反应的
3 2 2 2
热化学方程式如下:
反应Ⅰ:2NH (l)+CO (g) H NCOONH (l)
3 2 2 4
ΔH=a kJ·mol-1
反应Ⅱ:H NCOONH (l) H O(l)+CO(NH ) (l) ΔH=b kJ·mol-1
2 4 2 2 2
下列有关说法正确的是( )
A.反应2NH (l)+CO (g) H O(l)+CO(NH ) (l)的ΔH=(a-b) kJ·mol-1
3 2 2 2 2
B.反应Ⅰ在一定温度下能自发进行,则a>0
C.采用高压,既能加快反应Ⅰ的速率,又能提高原料的平衡转化率
D.生产过程中及时将水分离出去,可以加快反应Ⅱ的正反应速率
答案 C曲一线 2023版《5年高考3年模拟》B版
模型实践
根据键能计算反应热
1.ΔH=∑(反应物键能)-∑(生成物键能)
2.熟记常见物质中的化学键数目,如1 mol金刚石中含2 mol C—C键、1 mol石墨中含
1.5 mol C—C键、1 mol晶体硅中含2 mol Si—Si键、1 mol SiO 中含4 mol Si—O键、1
2
mol白磷中含6 mol P—P键、1 mol CO 中含2 mol C O键等。
2
3.(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/
436 463
(kJ·mol-1)
热化学方程式 2H
2
(g)+O
2
(g) 2H
2
O(g) ΔH=-482 kJ·mol-1
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
4.(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
模型应用
反应热大小的比较
1.同一反应,反应物(或生成物)状态不同,常用的比较方法有:①运用盖斯定律直接计算,有
时还需结合物质的聚集状态来比较ΔH的大小;②利用能量图来进行比较。如:
a.2H (g)+O (g) 2H O(g) ΔH
2 2 2 1
b.2H (g)+O (g) 2H O(l) ΔH
2 2 2 2
方法一:a-b,可得2H O(l) 2H O(g) ΔH=ΔH -ΔH >0,即可知ΔH >ΔH 。
2 2 1 2 1 2
方法二:在图像上可以看出放出或吸收热量的多少,若是放热反应,放出热量越多,ΔH越小;
若是吸热反应,吸收热量越多,ΔH越大。
2.两个有联系的不同反应的比较:常利用已知的知识进行比较。如:
①C(s)+O (g) CO (g) ΔH <0
2 2 1
1
②C(s)+ O (g) CO(g) ΔH <0
2 2
2
反应①为C的完全燃烧,反应②为C的不完全燃烧,所以ΔH <ΔH 。
1 2
