2024江苏化学高考复习九　化学反应的热效应

专题九化学反应的热效应

五年高考

A组本地区高考题

考点1化学反应中的能量变化

1.(2020江苏单科,8,2分)反应$述1，值)+241)-$式$)+4M1[)可用于纯硅的制备。下列有关该反

应的说法正确的是()

A.该反应AH>0、AS<0

B.该反应的平衡常数K=

C(，S1C14，)叱XC，(.H2)、

C.高温下反应每生成1molSi需消耗2X22.4LH2

D.用E表示键能,该反应AH=4E(Si—Cl)+2E(H—H)-4E(H—Cl)

答案B

2.(2015江苏单科,3,2分)下列说法正确的是()

A.分子式为GHQ的有机化合物性质相同

B.相同条件下,等质量的碳按a、b两种途径完全转化,途径a比途径b放出更多热能

氏QO2,

途径a:C■C0+压磁COz+IhO

O2,

途径b:C磁CO?

C.在氧化还原反应中,还原剂失去电子的总数等于氧化剂得到电子的总数

D.通过化学变化可以直接将水转变为汽油

答案C

考点2热化学方程式的书写盖斯定律及其应用

1.(2023江苏,6,3分)氢元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。水煤气法、电解水、光

催化分解水都能获得出,如水煤气法制氢反应中,HQ(g)与足量C(s)反应生成1molHz(g)和1mol

CO(g)吸收131.3kJ的热量。下列化学反应表示正确的是()

A.水煤气法制氢:C(s)+lW(g)^Hz(g)+CO(g)AH=-131.3kJ•mol1

催化剂

B.HCO3催化加氢生成HCOO的反应:HCO3+H2-HCOO+ILO

C.电解水制氢的阳极反应:2压0-2区一H21+20H

1

D.Ca&与水反应:CaHMHQ~=Ca(0H)2+H2t

答案B

2.(2017江苏单科,8,2分)通过以下反应可获得新型能源二甲醛(CHQCL).下列说法不正确的是

()

①C(s)+H20(g)---CO(g)+H2(g)

AHi=akJ,mol1

②CO(g)+H2O(g)---C02(g)+H2(g)

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△4=bkJ•mor'

③CO2(g)+3H2(g)==CH30H(g)+HQ(g)

1

AH3=CkJ•mol

④2cH30H(g)—CH30CH3(g)+H20(g)

AHpdkJ•mol'

A.反应①、②为反应③提供原料气

B.反应③也是COa资源化利用的方法之一

1

C.反应CH:tOH(g)^；CHQCHKg)+如0(1)的AH=gkJ-mof

D.反应2C0(g)+4H2(g)===CH30cH3(g)+乩0(g)的AH=(2b+2c+d)kJ•mol'

答案C

B组其他地区高考题

考点1化学反应中的能量变化

1.(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：H>I

C.生成P的速率:HDII

D.进程IV中，Z没有催化作用

答案AD

2.(2021山东，14,4分)①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:

18O-

18OHC—c—OCH18O

II_Lu3134II

-

H3c—c—OCH3+OH、TOHNH3C—C—OH+CH3O

18o-18OH

HC—c—()CHHC—c—()CH

3133|3

能量变化如图所示。已知OH==0-为快速平衡，下列说法正确的是

()

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过渡态1

/-'过渡态2

：—()CH

,C—C—OCII,

匚一C一OH

+CHR

反应进程

A.反应n、in为决速步

B.反应结束后，溶液中存在18011

18

C.反应结束后,溶液中存在CH3OH

D.反应I与反应IV活化能的差值等于图示总反应的焰变

答案B

3.（2021浙江1月选考,24,2分）在298.15K、100kPa条件下,Nz（g）+3H2（g）===2NH3（g）AH=-92.4

kJ•mol,,Nz（g）、Hz（g）和NH,（g）的比热容分别为29.1、28.9和35.6J•K'•mol一定压强下，1

加。1反应中，反应物［NMg）+3H2（g）］、生成物［2NM（g）］的能量随温度T的变化示意图合理的是（）

生成物

生吵/

7^2一

少佥应物

答案B

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（）

生成物

氤葺程

A.E“为逆反应活化能,E/为正反应活化能

B.该反应为放热反应，AH=Ef,'-Ea

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

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5.(2015北京理综,9,6分)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与0在催化剂表面形成

化学键的过程。反应过程的示意图如下：

状态I状态【I状态m

O表示C。表示()RRK表示催化剂

下列说法正确的是()

A.CO和0生成CO?是吸热反应

B.在该过程中,CO断键形成C和0

C.CO和0生成了具有极性共价键的C02

D.状态I-状态HI表示CO与Oz反应的过程

答案C

考点2热化学方程式的书写盖斯定律及其应用

1.(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表:

可根据H0(g)+H0(g)—HG(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214kJ-mol'o下列说法不用俄的是

()

A.lfe的键能为436kJ•moK1

B.0?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:HOCKHQ

-1

D.H20(g)+0(g)=----H202(g)AH=-143kJ•mol

答案C

2.(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1mol环己烷(0)的能

量变化如图所示：

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下列推理不正确的是（）

A.2△乩N△即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<A乩,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.3AH,<A说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键

D.AHa-AH/O,AH「AH3>0,说明苯分子具有特殊稳定性

答案A

3.（2021浙江6月选考,21,2分）相同温0度和压强下,关于0反应的All,下列判断正确的是（

Q〃

(g)+H(g)A

020

®A总

(g)+2H(g)

020

mA生

(g)+3H(g)

020a

A也

(g)+H2(g)

A.AHPO,AH2>0B.AH3=AHI+AH2

C.△Hi>AH2,AH3>AH2D.AH2=AH3+AHI

答案c

4.(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-HH—0

键能/

436463

(kJ,mol1)

热化学方程式2H2(g)+0,(g)-2HQ(g)AH=-482kJ•moL

贝！I20(g)=0?(g)的△H为()

A.428kJ•mol'B.-428kJ•mol1

C.498kJ•mol1D.-498kJ•mol1

答案D

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5.(2021北京，14,3分)丙烷经催化脱氢可制丙烯:C3%=C曲+4。600℃,将一定浓度的CO?与固定浓

度的C3Hs通过含催化剂的恒容反应器,经相同时间,流出的C3H6、CO和也浓度随初始CO,浓度的变化关

系如图.

已知:①CsHKg)+502(g)^="3002(g)+4H20(l)△H=-2220kJ•mol'

②C3H6(g)+|o2(g)^^3C02(g)+3H20(l)AH=-2058kJ•mor'

③Hz(g)+1o2(g)⑴

△H=-286kJ•mol1

下列说法不正确的是()

1

A.C3H8(g)=^C3H6(g)+H2(g)AH=+124kJ•mol

B.c(H2)和C(C3H6)变化差异的原因：COz+H?=CO+HzO

C.其他条件不变,投料比C(C3HJ/C(C02)越大,C3Hs转化率越大

D.若体系只有CA>CO,H2和H20生成，则初始物质浓度c。与流出物质浓度c之间一定存

在:3CO(GH8)+CO(CO2)=C(C0)+C(C02)+3C(C3HJ+3c(C:(H6)

答案C

6.(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.1molC(石墨)和1molCO分别在足量G中燃烧，全部转化为CO2,前者放热多

C.C(石墨)+C02(g)===2C0(g)AH=AHAH2

D.化学反应的AH,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关

答案C

三年模拟

A组基础题组

考点1化学反应中的能量变化

1.(2022南京、盐城二模，13)我国提出了2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的“双碳”目

标。二氧化碳催化加氢合成CHQH是一种实现“双碳”目标的有效方法，其主要反应的热化学方程式如

下：

反应I:CO2(g)+3H2(g)^=^CH30H(g)+H20(g)AH=-49.0kJ•moll

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±

反应n:C02(g)+H2(g)^=C0(g)+H20(g)AH=+41.0kJ•mol'。

下列说法正确的是()

A.1个固态CO?晶胞(如图)中含14个CO?分子

B.反应CO(g)+2上(g)CH3OH(g)AH=+90.0kJ•mol'

C.用E表示键能，反应I的△H=3E(C—H)+E(C—0)+3E(0—H)-2E(C-O)-3E(H—H)

D.CH：1OH能与水互溶,主要原因是CHQH与H,0形成分子间氢键

答案I)

2.(2022如东高级中学、姜堰中学、沐阳高级中学4月三校联考,5)二氧化硫的催化氧化是工业制硫酸

催化剂.

的关键一步：2SO2(g)+Oz(g)，I=2s03(g)△H=T96.6kJ•moL,反应过程中的能量变化如图所

示。下列有关二氧化硫催化氧化反应的说法正确的是()

A.图中A表示2molSOz(g)的能量,C表示2moiSO：,(g)的能量

B.充入过量。2、增大压强或降低温度,都能提高SO2的平衡转化率

C.使用催化剂能改变E0的大小,从而改变该反应的反应热

1

D.反应2s2SO2(g)+O2(g)的活化能为196.6kJ-mol

答案B该反应是放热反应,题图中A表示反应物的总能量，即2molSOMg)和1mol02(g)的总能

量,A错误;充入过量0八增大压强或降低温度,都能使平衡正向移动,提高SO?的平衡转化率,B正确;催

化剂可影响反应的途径从而改变E,的大小，但始态和终态不改变,反应热不变,C错误；△H=正反应的活

化能一逆反应的活化能=T96.6kJ•mol1,则逆反应的活化能不是196.6kJ,mol1,D错误。

考点2热化学方程式的书写盖斯定律及其应用

1.(2023南京中华中学期末，15节选)CO?与CH,经催化重整,制得合成气。发生反应:CHKgHCOKg)

催化剂

2C0(g)+2H2(g)o已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：

化学键C—HC=0H—Hco中的化学键

键能/

4137454361075

kJ•mol1

则该反应的AH=0

答案+120kJ•moU1

2.(2021前黄高级中学、如东中学、姜堰中学12月阶段性测试，18节选)用天然碱生产小苏打的母液

(主要溶质为碳酸钠)吸收烟气中S02的相关反应的热化学方程式如下：

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-1

2Na2C03(aq)+S02(g)+H20(1)—Na2S03(aq)+2NaHC03(aq)△H=akJ•mol

1

2NaHCO3(aq)+SO2(g)---Na2sO3(aq)+2C02(g)+H20(l)△H=bkJ-mol

1

Na2sO3(aq)+SO2(g)+H2O⑴2NaHS03(aq)AH=ckJ•mol

l

反应Na2c。3(aq)+S02(g)Na2sO3(aq)+C02(g)的△H=kJ•molo

答案若

B组综合题组

1.(2023连云港2月调研,9)二氧化碳催化加氢的反应有利于减少温室气体排放,反应为

2cO2(g)+6H2(g)C2H.i(g)+440(g),下列说法正确的是()

A.上述反应的平衡常数K-C2(C^(H2)

B.上述反应的AH=4E(C=0)+6E(H—H)-4E(C—H)~8E(0—H)(E表示键能)

C.上述反应中每生成1molCzH,,转移电子的数目约为6X6.02X1023

D.实际应用中,氢碳比喘越大越有利于提高C02的平衡转化率

n(CO2)

答案D

2.(2023无锡期末调研,6)含氯化合物在生产生活中应用广泛。舍勒发现将软锅矿和浓盐酸混合加热可

产生氯气,该方法仍是当今实验室制备氯气的主要方法之一,工业上以NaCl为原料可制得Clz、CLO、

HC10、CIO3和CIO4等。在催化剂CuCL作用下，通过氧气直接氧化氯化氢制备氯气。该反应为可逆反

应,热化学方程式为4HCl(g)+O2(g)—2Cl2(g)+2H20(g)AH=-116kJ-mol,下列化学反应表示正

确的是()

:

A.实验室制氯气:MnOz+2HCl==MnCL+CLt+H20

B.电解饱和NaCl溶液的阴极反应:2C1-2e===Cl2t

C.4HC1(g)+02(g)2C12(g)+2H20(1)AH>-116kJ•mol'

D.Na2sOs溶液用作去氯剂:CL+SOr+HQ^2H+2C1+SO1-

答案D

3.(2023常州期末,9)化工生产中常利用苯催化加氢制备环己烷。一定条件下，在管式反应器中发生反

00

i1

应：X/(g)+3H2(g)^=\z(g)AH=-208.2kJ•mof,

下列说法不正确的是()

A.低温有利于上述反应自发进行

B.上述反应中消耗1mol苯,释放的热量为208.2kJ

C.实际投料时,适当增加上用量,可提高苯的利用率

D.由上述反应可推知，反应(g)+H2(g)==()(g)的AH约为-69.4kJ•mol1

答案D

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4.(2023盐城五校期末联考，17节选)利用废气中的H2S回收硫黄,生产工艺可分为两个阶段。涉及的热

化学方程式如下：

1

阶段一2H2S(g)+3O2(g)===2SOz(g)+2H2()⑴AH=-1172kJ•mol

1

阶段二16H2S(g)+8S02(g)—3S8(s)+16a0(1)AH=-2251.68kJ•mol'

8Hzs(g)+40?(g)—Ss(s)+8HQ⑴的△H=°

答案-2313.2kJ•mol-1

5.(2023常州期末，17)CO?甲烷化是实现碳平衡阶段的中坚力量。

(1)1902年,PaulSabatier首次报道了C02的甲烷化。在一定的温度和压强条件下,将按一定比例混合

的C0,和出通过装有金属Ni的反应器可得到CH„

已知:CH”和上的燃烧热分别为-890.3kJ•mol-1,-285.8kJ•mol'o

CO2甲烷化反应C02(g)+4H2(g)—CH,(g)+2H2。⑴的AH=kJ•mol。

(2)近年来,生物电催化技术运用微生物电解池实现了CO2的甲烷化,其工作原理如图1所示。

。一电活性微生物图1

①微生物电解池实现C02甲烷化的阴极电极反应式为。

②如果处理有机物［(CHa)。］产生标准状况下112n?的CH,,则理论上导线中通过的电子的物质的量

为。

(3)经过百余年的探索研究，目前对C02甲烷化的反应路径和机制仍存在许多争议。ZrOz负载金属Rh催

化C02甲烷化可能存在的两种反应机理如图2所示。

①CO/和出在催化剂表面不同活性位点(金属氧化物载体或分散在载体表面的活性金属)的吸附、活化

形成中间体,是讨论CO,甲烷化反应机理的关键问题。上述两种机理争论的焦点首先在

于。

②吸附在活性金属Rh表面的中间体C0,除可能是由吸附在其表面的CO2直接解离产生,还可能是由—

解离产生。

③根据元素电负性的变化规律，由中间体II转化为中间体HI的过程可以描述

为。

答案(1)-252.9

(2)0C02+8H*+8e^^CHMHQ②4X10'mol

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(3)①CO?的吸附、活化位置(是在ZrU载体上,还是在活性金属Rh上，以及活化形成的中间体上)

②吸附在ZrO,载体的Zr原子表面的甲酸盐(CO2衍生物中间体)

③吸附在Zr原子表面的H原子与碳酸氢盐中的C原子相互作用，吸附在0原子表面的H原子与碳酸氢

盐羟基上的0原子相互作用，生成的甲酸盐吸附在Zr原子表面、分子直接离去

6.(2022苏州八校联盟、南京第一中学、南京中华中学12月联考,18节选)TiOz转化为TiCL有直接氯

化法和碳氯化法。

(1)在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：

2

(i)直接氯化:TiO2(s)+2Ck(g)===TiCL(g)+O2(g)AHF+172kJ•mol'KFI.OXIO

112

(ii)：Ti02(s)+2CL(g)+2C(s)---TiCll(g)+2C0(g)AH2=-51kJ•molK2=1.2X10

1

①反应2C(s)+02(g)=2C0(g)的AH为kJ•mol,K=。

②配合物Ti(HzO)6C13有多种不同结构的晶体，其4*有一种结构为绿色晶体，已知1mol该绿色配合物与

足量AgNOa溶液反应,生成2molAgCl沉淀,则该绿色配合物的配体为=

⑵一种通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化脱除N0?的原理如图所示，脱除NO?的总反应

为______________________________。

NO,.O/BaO、厂N「H2c

\P

11

答案(1)①-2231.2X10②C「、H20

BaO

(2)2N02+4NH3+02---3N2+6H20

考法训练

考法反应历程与能量图像分析

1.(2023江苏，10,3分)金属硫化物(MS)催化反应CH1(g)+2H2S(g)===CS2(g)+4H2(g),既可以除去天然

气中的H?S,又可以获得下列说法正确的是()

A.该反应的AS<0

B.该反应的平衡常数K="加f蕾

c(CS2)•7(取)

C.题图所示的反应机理中，步骤I可理解为HzS中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用

D.该反应中每消耗1molHS转移电子的数目约为2X6.02X1023

答案C

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2.（2021湖南，14,4分）（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：

HCOOH

(举,过渡态2

Z.O

0.丁0

EQ

.6、

、

・

-3〕1.

+、

Hnnr+

-42〕.

OU

+NI

脂OHA

UOi+

荏H

OmoO

灵+

uyW

密>(HHH

Po-

)o

HU

?M

O

H

反应进程

下列说法错误的是（）

催化剂

A.该过程的总反应为HCOOHC02t+H2t

B.出浓度过大或者过小,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

3.（2022扬州联考一模,改编）N&是一种温室气体,消除大气中的NF,对于环境保护具有重要意义。国内

某科研团队研究了利用氢自由基GH）的脱氟反应实现NR的降解。降解生成•N0和HF有两种反应历

程，如图所示。下列说法不正确的是（）

反应历程

A.该降解过程为放热反应

B.该降解过程为非氧化还原反应

C.直接抽提反应比加成消去反应更容易发生

D.若a<b,则加成消去反应历程的总反应速率取决于中间体到过渡态3的反应速率

答案B

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4.（2022南师附中、天一中学、海安中学、海门中学四校12月联考，12）2022年诺贝尔化学奖授予了

对点击化学和生物正交化学做出贡献的三位科学家。点击化学的代表反应为“叠氮化物一快燃”反

应,其反应原理如图所示3和N代表煌基）。下列说法正确的是（）

A.转化过程中N的杂化方式未改变

2

B.N3—R中一定存在三种非极性键

C.该反应中［Cu］和H'都能降低反应的活化能

R、CN

2

D.总反应方程式为N3-R+R'^^H8汉

答案D

5.（2022南京、盐城一模，13）二维睇片（Sb）是一种新型的CO?电化学还原催化剂。酸性条件下人工固

碳装置中C02气体在Sb表面发生三种催化竞争反应,其反应历程如图所示（*表示吸附态中间体）o下列

说法不正确的是（）

---------CO；(：O()H

1.1()e\

——H2

---------HCOOHH

/,，0.89e*

//7)CH()\o.36eV

/

//043rV^\jlCOOH

CO(g),H*«CO+HJ)

2：/\0.31e\'

H,0.00eV

Sb

反应历程

A.生成HCOOH吸收的能量最多

B.使用Sb改变了反应的路径

C.Sb电极表面生成CO的反应为*C0z+2e+H20=='C0+20H

D.Sb对三种催化竞争反应的选择效果为HC00H>H2>C0

答案C

6.（2021靖江高级中学、丹阳中学、沐阳中学三校12月联考,9）臭氧分解过程如图所示，下列说法正确

的是（）

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反应过程

臭氧分解过程示意图

A.催化反应①②均为放热反应

B.决定分解反应速率的是催化反应②

C.Ei是催化反应①对应的正反应的活化能，(E/+I△H|)是催化反应②对应的逆反应的活化能

D.温度升高,总反应的正反应速率的增加幅度小于逆反应速率的增加幅度,且平衡常数增大

答案C

7.(2022常州5月模拟，16节选)利用等离子体和双金属催化剂xZnO•yZrO,催化CO?和乩0反应生成

CHaOH的过程中Zr的化合价发生变化,可能的反应机理如图所示：

说明：图中的网画表示ZnO,匚二表示ZrOz,缪表示氧空位，"……”表示吸附作用。

①Zr的常见化合价有+2、+3和+4,图中所示反应机理的步骤(III)中，Zr元素化合价发生的变化

为o

②增大反应电流，等离子体会释放出数量更多、能量更大的带负电的高能粒子。随着反应电流的增

加,CH30H的产量增大,其可能原因

是o

答案①+3价变为+4价