2023年高考化学考试易错题-化学反应与能量（学生版）

易错点18化学反响与能量

易错题(01)反响热

(1)任何化学反响肯定伴有能量变化，原因是旧键断裂汲取的能量与新键形成释放的能量不相等。

(2)需要加热才能进行的反响不肯定是吸热反响，不需要加热就能进行的反响也不肯定是放热反响。即反响

放热或吸热与反响条件无关。

(3)有能量变化的过程不肯定是放热反响或吸热反响，如水结成冰放热但不属于放热反响。

(4)焰变AH的数值都需要带或符号。如某反响的△H=-QkJmoH或AH=+QkJ-molL

易错题(02)反响机理

(1)反响机理是用来描述某反响物到反响产物所经由的全部基元反响，就是把一个复杂反响分解成假设

干个基元反响，以图示的形式来描述某一化学变化所经由的全部反响，然后按照肯定规律组合起来，从而

阐述复杂反响的内在联系，以及总反响与基元反响内在联系。

(2)反响机理详细描述了每一步转化的过程，包含过渡态的形成，键的断裂和生成，以及各步的相对速

率大小等。典型的是基元反响碰撞理论和基元反响过渡态理论。

(3)反响机理中包含的基元反响是单分子反响或双分子反响。完整的反响机理需要考虑到反响物、催化

剂、反响的立体化学、产物以及各物质的用量。

(4)认识化学反响机理，任何化合物的每一步反响都应该是在该条件下此类化合物的通用反响。

(5)一般来说，反响的活化能越高，反响速率越慢，反响的决速步为慢反响。

易错题(03)热化学方程式书写

(1)热化学方程式中需注明各物质的聚集状态，在方程式后面注明能量变化，吸热反响AH>0,放热反响AHV)o

(2)AH是肯定温度和压强下的反响热，在25℃>101kPa下的AH可不注明温度和压强。

(3)热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，可以是整数也可以是分数，化学计量数改变时,AH会相应

地改变。

(4)正反响和逆反响AH的绝对值相等，符号相反。

易错题(04)利用盖斯定律书写热化学方程式

根据待求解的热化学方程式中的反应物和生成

找出J

;物找出可用的已知热化学方程式

」根据待求解的热化学方程式调整可用热化学方

以程式的方向，同时调整的符号

调整

」根据待求解的热化学方程式将调整好的热化学

；方程式进行化简或扩大相应的倍数

叵因T将调整好的热化学方程式和进行加减

求蜡随热化学方程式的调整而相应进行加减运算

I检查H检查得出的热化学方程式是否正确

典例分析

例1、11AH^在超临界水中进行碳碳加成反响时存在两条不同的路径，其反响机理如下图。以下有关

0

说法错误的选项是

7

一

至

士

)

、

相

髭

荔

«

011

D.选择适当的催化剂，有可能改变不同路径产物的产量

A（解析）依据反响机理图可知比的能量低,0更稳定，A错误；由

图像可知，反响生成一叫的活化能为54°kJ，mol

,B正确：由图可知，生成OH的反响为吸热

反响，C正确；催化剂可以改变反响的路径，所以选择适当的催化剂，有可能改变不同路径产物的产量,

D正确。

222

例2、(1)已知以下反响：SO2(g)+2OH-(aq)=SO3-(aq)+H2O(l),C10-(aq)+S03-(aq)=SO4-

2+22+

(aq)+Cr(aq)A/72,CaSO4(s)=Ca(aq)+SO4-(aq)A/73,则反响SO2(g)+Ca(aq)+CIO"(aq)+2OH-

(aq)=CaSC)4(s)+H2O(l)+C「(aq)的\H=

(2)甲静质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反响原理是：@CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)

1

+3H2(g)A//=+49.0kJmolT②CH30H(g)+：O2(g)=CO2(g)+2H2(g)A，=-192.9kJmor,又知③

1

H2O(g)=H2O(l)△，=-44kJmor则甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式：..

(3)下表是局部化学键的键能数据，已知1mol白磷(PJ完全燃烧放热为dkJ,白磷及其完全燃烧的产物结

构如图II所示，则表中x=kJnolT(用含有a、b、c、d的代数式表示)。

化学键p—PP—00=0P=0

键能/(kJmoL)ahcX

(答案)(1)A//|+A//2-A//3(2)CH3OH(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)-764.7kJmor'(3)

d+6a+5c-12b

4

(解析)(1)将题中的3个反响依次标记为①、②、③，依据盖斯定律，①+②一③即得所求的反响,

(2)依据盖斯定律，由3x②一①X2+③X2得：CH30H(g)+：O2(g)=CO2(g)+

lx

2H2O(1)A/7=3x(-192.9kJmol-)-2x49.0kJmol-'+(-44kJmol-')2=-764kJmol->»(3)反响热=反

响物键能总和一生成物键能总和，即6a+5c-(4x+126)=-d,可得x=d+6ate-12b。

例3、MgCCh和CaCCh的能量关系如下图(M=Ca、Mg)：

M2*(g)+COr(g)也M"(g)+o2-(g)+cc>2(g)

卜，I[AH：,

AW

MCO3(S)————>MO(s)+CO2(g)

已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。以下说法不正确的选项是()

A.(MgCO3)>AH,(CaCO3)>0

B.A7/2(MgCO3)=A//2(CaCO3)>0

C.(CaCO3)-A4(MgCCh)=A^3(CaO)-A^3(MgO)

D.对于MgCCh和CaCCh，A//,+A//2>A/73

C(解析)依据盖斯定律，得八"=△"]+A〃2+A〃3，又已知Ca2+半径大于Mg?+半径，所以CaCCh的离

子键强度弱于MgCCh，CaO的离子键强度弱于MgO。A项，表示断裂MCO3中的离子键形成M?+和

CO23•所汲取的能量，离子键强度越大，汲取的能量越大，因而△H|(MgCC>3)>AHi(CaCO3)>0，正确；B

项，,2表示断裂CO2,中共价键形成。2一和CO?汲取的能量，与M2+无关，因而A//2(MgCC>3)=

A//2(CaCO3)>0,正确；C项，由上可知A，i(CaCO3)-A，i(MgCO3)<0,而表示形成M0离子键所放

出的能量，AZ/3为负值，CaO的离子键强度弱于MgO,因而A/73(CaO)>A//.3(MgO),A//3(CaO)-

A，3(MgO)>0,错误；D项，由以上分析可知△，|+凶2>0，A//3<0,故AH|+A〃2>AH3，正确。

易错题通关

1.(2022•江苏•高考试题)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

(890.3kJ.mol」)，是常见燃料：Si、Ge是重要的半导体材料，硅晶体外表SiO?能与氢氟酸(HF,弱酸)反响

生成H»F6(H2SiR在水中完全电离为H+和SiF；)1885年德国化学家将硫化错(GeS?)与H?共热制得了门

捷列夫预言的类硅一错；以下化学反响表示正确的选项是

+

A.Si。2与HF溶液反响：SiO2+6HF=2H+SiF^+2H,O

B.高温下H?复原GeS”GeS2+H2=Ge+2H,S

C.铅蓄电池放电时的正极反响：Pb-2e+SO；=PbSO4

1

D.甲烷的燃烧：CH4(g)+2O,(g)=CO2(g)+2H2O(g)AH=890.3kJ.moF

2.(2022・浙江•高考试题)标准状态下，以下物质气态时的相对能量如下表：

HO

物质(g)0HHOHOOH,O2H2O22

能量/kJ-mo『249218391000-136-242

可依据HO(g)+HO(g尸凡0式呼计算出H2O2中氧氧单键的键能为214kJ-mo『。以下说法不正确的选项是

A.凡的键能为436kJ-mo「

B.的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍

C.解离氧氧单键所需能量：HOO<H2O2

D.H2O(g)+O(g)=H2O2(g)AH=-143kJmor'

3.（2022•浙江•高考试题）相关有机物分别与氢气发生加成反响生成Imol环己烷1J的能量变化如下

图：

产,720口,司0凶广-22mlN

以下推理不正确的选项是

A.2AH,^AH2）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

B.AH2<AH3,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

C.3AH1<AH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键

D.AH3-AH|<0,AH4-AH3>0,说明苯分子具有特别稳定性

4.（2023•北京•高考试题）丙烷经催化脱氢可制丙烯:C3H8口C3H6+出。600℃,将肯定浓度的CO2与固定

浓度的C3H8通过含催化剂的恒容反响器，经相同时间，流出的C3H6、CO和H2浓度随初始COZ浓度的

变化关系如图。

已知：

@C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（l）AH=-2220kJ/mol

②C3H6（g）+9/2O2（g）=3CO2（g）+3H2。。）△H=-2058kJ/mol

③H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）AH=-286kJ/mol

以下说法不正确的选项是

A.C3H8（g）=C3H6（g）+H2（g）AH=+124kJ/mol

B.c（H2）和CCH6）变化差异的原因：CO2+H2DCO+H2O

C.其他条件不变，投料比c（C3H8）/c（CC>2）越大，c3H8转化率越大

D.假设体系只有C3H6、CO、H2和H2O生成，则初始物质浓度Co与流出物质浓度c之间肯定存在:

3co(C3H8)+co(C02)=c(CO)+c(C02)+3c(C3H8)+3c(C3H6)

5.（2023•山东•高考试题）MO标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，局部反响历程可表示为:

>«0

1&O

+OH聊H3c—C一OCH.目啊+CH3。能量变化如下

H5C—C——OCHjHjC—C-OH

0

,8OH

图。已知H；CC—OCH/鸵—OCH、为快速平衡，以下说法正确的选项是

过渡态I

过渡态2

♦OH

C-Oil

♦CHjCr

反应进程

A.反响II、1H为决速步

B.反响结束后，溶液中存在I8OH-

C.反响结束后，溶液中存在CH3I8OH

D.反响I与反响IV活化能的差值等于图示总反响的焙变

6.（2023・浙江•高考试题）相同温度和压强下，关于反响的AH,以下推断正确的选项是

A.AH,>0,AH2>0B.AH,=AH1+AH2

c.AH,>AH2,AH3>AH,D.AH2=AH,+AH4

7.(2022•青海•海东市第一中学二模)叔丁基澳在乙醇中反响的能量变化如下图

反响1：(CH3)3CBrT(CH3)2C=CH2+HBr

反响2：C2H5OH+(CH3)3CBr(CH,)3C-OC2H5+HBr

过渡积D

反应历科

以下说法正确的选项是

A.3种过渡态相比①最稳定

B.反响1和反响2的都大于0

C.第一个基元反响是决速步骤

D.C2H50H是反响1和反响2共同的催化剂

8.（2022・湖北•天门市教育科学研究院模拟预测）“液态阳光”由中国科学院液态阳光研究组命名，指的是

利用太阳能、风能等可再生能源分解水制氢，再将空气中的CO2加氢制成CH30H等液体燃料。该过程零

污染、零排放，并且可形成循环，是迄今为止人类制备CH3OH最清洁环保的方法之一，以下说法错误的

选项是（）

A.即使使用高效催化剂，改变反响历程，CO?和HzO合成CH30H和。2也为吸热反响

B.SiC）2的熔点比CO2的高，原因是SiCh的分子间作用力更大

C.CO?是直线形分子

D.甲崂的沸点介于水和甲硫醇（CH3SH）之间

9.(2022•河南洛阳・模拟预测)已知X转化为R和W分步进行：①X(g)印丽Y(g)+2W(g)②Y®目丽

R(g)+W(g)。上述反响过程中的能量变化如下图。以下说法正确的选项是

B.ImolX(g)的能量低于ImolY(g)的能量

C.断裂ImolX(g)中的化学键汲取的能量小于形成ImolR(g)和3molW(g)中的化学键所放出的能量

D.反响过程中，由于Ea2<Ea3，反响①的速率大于反响②的速率

10.(2022•江苏省木渎高级中学模拟预测)随着人们环保意识的增强，燃油汽车都已经装上了尾气处理装

催化剂

置。汽车尾气在催化剂作用下可发生如下反响：2NO(g)+2CO(g)^=2CO2(g)+N2(g),以下说法正

确的选项是

A.该反响能自发进行，说明2molNO(g)和2molCO(g)所含键能总和小于2molCO2(g)和ImolN2(g)所

含键能总和

B.使用高效催化剂能降低反响的焙变

C.反响中每消耗ImolNO转移电子的数目约等于4x6.02x102，

D.升高温度肯定能加快该反响的反响速率

11.(2022・上海崇明•二模)研究说明I-可以作为水溶液中SO2歧化反响的催化剂，

3SO2(g)+2H2O(l)^2H2SO4(aq)+S(s),该过程一般通过如下步骤来完成：

①SO2(g)+4I-(aq)+4H+(aq)TS(s)+2l2(g)+2H2O(l)+Qi(Qi<0)

+

②12值)+2%0⑴+SO2(g)rSO(aq)+4H(aq)+2I-(aq)+Q2(Q2>0)

上述反响过程中能量变化不可能是以下示意图中的

12.（2022•湖南・邵阳市第一中学三模）最近科学家在开展非金属催化剂完成CO2电催化复原制备甲醇

（CHQH）方向取得重要进展，反响历程如下图，其中吸附在催化剂外表上的物质用"x"标注。以下说法错

误的选项是

反应历程

A.得到的副产物有CO和CH2O（甲醛），其中相对较多的副产物为CO

B.生成副产物CH2O时，反响的活化能较小

C.制备甲醇的主反响速率主要由过程xCO+xOH-xCO+xH?。决定

D.电催化复原制备甲醇过程中，阳极的电势比阴极电势低

13.（2022・广东深圳•一模）丙烯是重要的有机合成原料。由丙烷制备丙烯是近年来研究的热点，主要涉及

如下反响。

反响i：2C,HS(g)+O,(g)§2C3H6(g)+2H2O(g)AH,=-235kJ-mor'

反响ii：2C3Hs(g)+7O2(g)g®6CO(g)+8H2O(g)AH2=-2742kJ-mor,

答复以下问题：

⑴反响：2C3H6(g)+6O2(g)g®6CO(g)+6H2O(g)AH3=。

(2)在刚性绝热容器中发生反响i,以下能说明已到达平衡状态的有(填标号)。

A.每断裂1mol0=0键，同时生成4molO-H键

B.容器内温度不再变化

C.混合气体的密度不再变化

D.〃(C3H8户”(C3H6)

(3)在压强恒定为100kPa条件下，按起始投料〃(C3H8)：〃(C)2)=2：1,匀速通入装有催化剂的反响器中发生

反响i和反响ii,其中不同温度下丙烷和氧气的转化率如图。

①线(填"LJ或"!/')表示丙烷的转化率。

②温度高于TK后曲线L2随温度升高而降低的原因为。

③当温度高于(填“TJ或叮2")时，可推断反响ii不再发生，a点对应的温度下，丙烯的分压

p(C3H6)=kPa(保存3位有效数字，下同)，反响i的平衡常数K°=。(已知：分压p

/zxh

PG.1PH

分=总压x该组分物质的量分数，对于反响dD(g)+eE(g)目呢gG(g)+hH(g),小丁总号以「其中

PD|.1PE_

(p怠J(p怠)

PG'PH、PD、PE为反响平衡时各组分的分压)

(4)丙烷在碳纳米材料上脱氢的反响机理如图。

已知三步反响的活化能：反响i＞反响ni＞反响n。则催化过程的决速反响为（填“反响I""反响II”

或"反响in"）.

14.（2022•广东广州•模拟预测）由CO?与H?制备甲醇是当今研究的热点之一，也是我国科学家2023年公

布的由CO2人工合成淀粉（节选途径见图）中的重要反响之一、已知：

H2(g)H2O(g)O2(g)H2O2(1)

CO2(g)CH30H(g)HCHO(g)

过程1过程n

反应①

反响②：CO2(g)+H2(g)@ffi]CO(g)+H2O(g)AH=+40.9kJmor'

1

反响③：CH,OH(g)§00CO(g)+2H2(g)AH=+90.4kJmol-

⑴反响①：CO2(g)+3H2(g)@ffiCH30H(g)+H?O(g)的AH=

（2）反响①在有、无催化剂条件下的反响历程如以下图所示，其中吸附在催化剂外表上的物种用x标注，TS

为过渡态。

该反响历程中，催化剂使决速步骤的活化能降低eV。

(3)某研究小组采纳上述催化剂，向密闭容器中通入3moiH?和imolCO2,只发生反响①和反响②，在不同

条件下到达平衡，在T=300℃下甲醇的物质的量分数dCHjOH)随压强p的变化、在p=600kPa下

(plCHjOH)随温度T的变化，如下图。

%

H(、

O

X

O

)

9-

i.X点对应的温度和压强为℃,kPa。

ii.M点CH30H的分压为kPa,此时容器中CO?为:mol,CO为:mol,反响①的压强平衡

常数Kp=kPa<(压强平衡常数Kp是以分压替代浓度表示的平衡常数，分压=总压x物质的量分

数)。

iii.图中M点的3(C&OH)高于N点的原因是。

15.(2022・广东广州•模拟预测)氨的催化氧化反响是硝酸工业中的重要反响，某条件下N&与O?作用时

可发生如下3个反响：

100_NOfg)

H/>g)

“NXg)

-NHX8)

-100-

-200-

IIQg)

-JOO-H/XI)-

-1

1.4NH3(g)+5O2(g)□4NO(g)+6H2O(g)AHi=-922kJ-mol

1

II.4NH3(g)+4O2(g)D2N2O(g)+6H2O(g)A7/2=-11ISkJmoF

III.4NH3(g)+3O2(g)D2N2(g)+6H2O(g)AH3

己知：298K时，相关物质的焰的数据如图1。

(1)依据相关物质的焙计算蛇?=kJmor1

(2)将肯定比例的NH3、O?和N?的混合气体以肯定流速通过装有催化剂的反响管，N&的转化率、生成

N2的选择性与温度的关系如图2所示。

—

瓯N

的

9MI的

转

7选

化

择

K0

率

率

%60■

40

60

225250275300

温度/C

图2

①除去工业尾气中的NHj适宜的温度为

②随着温度的升高，N2的选择性下降的原因可能为.

(3)在肯定温度下，氨气溶于水的过程及其平衡常数为：

NH3(g)=NH3(aq)K,=C(NH3)/p

NH3(aq)+H2O(l)=NH；(aq)+OJT(aq)K2

其中p为NHj(g)的平衡压强，4NH,)为NHj在水溶液中的平衡浓度。设氨气在水中的溶化度

S=C(NH3)+C(NH：),则用p、0和K2表示S的代数式为

(4)为了探究大气中NHj对SO?和NO?反响的影响,图3和图4展示了无NH§与有NH3存在时反响过程的相

关优化构型，表1列出了相关构型的相对能量。

构型SO2+2NO2构型A构型B构型C构型D

相对能量/kcalmoL0-7.33-11.7833.70-23.27

构型SO2+2NO2+NH3构型N构型B构型C构型D，

相对能量/kcal-mo「0-10.18-15.1225.48-35.22

①无N&存在时的决速步骤为。

②比照图3与图4,NH3的功能为。

(5)己知Mg、Al、0三种元素组成的晶体结构如下图，其晶胞由4个A型小晶格和4个B型小晶格构成,

该物质的化学式为，Mg?+的配位数为,两个Mg"之间最近的距离是pm。

16.(2022•青海・海东市第一中学一模)氢能是一种绿色能源，甲醇可通过电催化和催化重整制取氢气。答

复以下问题：

(1)用金属-有机骨架纳米片作阳极，电催化甲醇溶液(碱性)高效生产%的装置如下：

GI

向阳极区迁移的离子是；阳极的电极反响式为。

(2)甲醇水蒸气重整制氢在不同催化剂条件下机理不相同，在MoC外表机理如下:

请补充以下方程式:

CH3OH^CH3O+H,2cH3。-H2+CH30cH0,,。

主要副反响：CH3OCHO->CO+CH3OHCH30cHOTCH4+CO2

(3)甲醇水蒸气重整反响：

I.CH3OH(g)+H2O(g)^CO2(g)+3H2(g)AH]=+49.0kJmol-'

II.CH30H(g)=CO(g)+2H2(g)AH2a90.1kJmol-'

IILCO(g)+H2O(g)#CO2(g)+H2(g)AH3

①kJ,moH,

②反响II自发进行的条件是(填字母)。

A.高温B.低温C.任何温度

③假设在恒温恒压密闭容器中充入2molCH4和4molH20蒸气，起始时压强为p,参加适当催化剂发生反

响CH4(g)+2H2O(g)=CC)2(g)+4H2(g)(不考虑其他反响)，平衡时CH4转化率为50%,到达平衡时，

p(H2)=；平衡常数Kp=(以分压表示，分压=总压x物质的量分数)。

17.(2022•陕西・西安高级中学一模)甲烷和二氧化碳都是温室气体.随着石油资源H益枯竭，储量丰富的

甲烷(天然气、页岩气、可燃冰的主要成分)及二氧化碳的高效利用已成为科学研究的热点。答复以下问

题：

(1)在催化剂作用下，将甲烷局部氧化制备合成气(CO和出)的反响为CH4(g)+102(g)=CO(g)+2H2(g)o

①已知：25。。101kPa,由稳定单质生成Imol化合物的焙变称为该化合物的标准摩尔生成焰。化学反响

的反响热411=生成物的标准摩尔生成熔总和-反响物的标准摩尔生成焙总和。相关数据如下表：

物质CO

CH402H2

标准摩尔生成焰/kJ-moH-74.80-110.50

由此计算CH4(