2024年高考化学二轮复习：化学反应与能量变化（分层练）

专题验收评价

专题08化学反应与能量变化

内容概览

A•常考题不丢分

【考点一反应热及其表示方法】

【考点二盖斯定律反应热的计算】

【微专题化学反应历程图像分析】

B•综合素养拿高分/拓展培优拿高分

C•挑战真题争满分

A♦常考题不丢分

1.(2023•上海崇明•统考一模)反应A(g)+B(g)TC(g)-Qi(Qi>0)分两步进行：①A(g)+B(g)-X(g)+Q2(Q2>0);

②X(g)-C(g)-Q3(Q3>0)。下列图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是

2.(2023•河南安阳•安阳一中校考模拟预测)最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在

催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如图:

77777777^77

//////////////////////////

状态I状态II状态山

•表示C表示O7777777777表示催化剂

下列说法正确的是

A.在该过程中，CO断键形成C和O

B.状态i-状态ni表示co与。2的反应过程

c.co和。生成co?是吸热反应

D.CO和O生成了具有极性共价键的CC>2

3.(2023届•江西吉安•高三一模)下列热化学方程式正确的是

A.已知2c(s)+2O2(g)=2CO2(g)AH=akJ-moE,2C(s)+O2(g)=2CO(g)AH=bk?moH,则a<b

B.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的AH<0

C.HC1和NaOH反应的中和热AH=-57.3kJ-molL贝!IH2so4和Ca(OH)2反应的中和热AH=2x(-57.3)kJ-moE

D.甲烷的燃烧热AH=-890.3kJ-moE,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)=CC)2(g)+2H2O(g)

AH=-890.3kLmoE

4.(2023上•广东广州•高三广州市白云中学校考期中)已知在lxl()5pa,25。(2条件下，Imol氢气燃烧生成液

态水放出285.8kJ热量，则下列热化学方程式正确的是

A.H2+|O2=H2OAH=-285.8kJ/mol

B.2H2(g)+2O2(g)=2H2O(g)AH--571.6kJ/mol

C.H2(g)+1o2(g)=H2O(l)AH=-285.8kJ/mol

D.H9O(g)=H2(g)+-^-O2(g)AH=+285.8kJ/mol

5.(2023上•广东揭阳•高三统考期中)己知：25。(2、lOlkPa时，舟的燃烧热为285.8kJ/mol。则下列热化学

方程式中书写正确的是

A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)AH=-285.8kJ/mol

B.H2(g)+1o2(g)=H2O(l)AH=-285.8kJ/mol

C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)AH=-571.6kJ/mol

D.H2(g)+O2(g)=H2O(g)AH=+285.8kJ/mol

1.(2023•江苏•统考二模)用草酸二甲酯(H3coOCCOOCHj)和氢气为原料制备乙二醇的反应原理如下:

H3COOCCOOCH3(g)+2H2(g)=H,COOCCH2OH(g)+CH,OH(g)M=-16.3kJ•moL

1

H3COOCCH2OH(g)+2H2(g)=HOH2CCH2OH(g)+CH3OH(g)\H=-14.8kJ•moP

在2MPa条件下，将氢气和草酸二甲酯体积比(氢酯比)为80：1的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反

应管，草酸二甲酯的转化率、产物的选择性与温度的关系如图所示。

〃生成(乙醇酸甲酯或乙二醇)

产物的选择性=

"反应(草酸二甲酯)°

下列说法正确的是

A.曲线I表示乙二醇的选择性随温度的变化

B.其他条件不变，增大压强或升高温度，草酸二甲酯的平衡转化率均增大

C.其他条件不变，在190〜195(温度范围，随着温度升高，出口处乙醇酸甲酯的量不断减小

D.其他条件不变，在190〜210(温度范围，随着温度升高，出口处甲醇和乙二醇的物质的量之比

W(CH3OH)

in(HOCH2CH2OH)1减小

2.(2023•江苏南京•统考二模)为考查CO?和CH4共存对H2s制氢的影响，在O.IMPa下，

n(H2S):n(CH4):n(CO2):n(N2)=15:15:15:15的混合气体反应达到平衡时，反应物的转化率、产物的物质的

量分数随温度的变化分别如图-1、图-2所示，体系中的反应主要有：

1

I、CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)A//=+260.4kJ-mor

ILH2(g)+CO2(g)=CO(g)+H2O(g)AH=+34.0kJ-mor'

1

IILH2S(g)+CO2(g)=COS(g)+H2O(g)A^=+34.4kJ-mor

10o

8o

80

60

6o40

20

4o

2O

0

400500600700400500600700

温度FC温度/℃

图-1图-2

下列说法不正确的是

A.反应CH4(g)+凡0德)=3H2(g)+CO(g)AH=+226.4kJ-mof1

B.图-1中曲线①表示CO2转化率随温度的变化

c.温度7o(rc时，反应I是体系中的主要反应

D.反应III的平衡常数：K(400℃)>K(700℃)

3.(2023•山东德州•德州市第一中学校联考模拟预测)下列说法正确的是

A.2Na(s)+1o2(g)=Na2O(s)AH12Na(s)+O2(g)=Na2O2(s)AH2,贝格凡:^^

B.凡的摩尔燃烧焰为一285.8kJ.moL,则2旦@+。@=羽0(8)AH=-571.6UIID1-1

C.3O2(g)=2O3(g)AH>0,则完全破坏等质量的和O3中的化学键，需要的能量。3大

D.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)AH1=-92.2kJ.moL,贝(128gN?与足量H2反应放热46.1kJ

4.(2023上•黑龙江齐齐哈尔•高三校联考期末)以CO和H2为原料合成甲醇是工业上的成熟方法,直接以CO2

为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用CO2人工合成淀粉时，第一步就是将CO2转化为甲醇。

已知：①CO(g)+2H2(g)BCH3OH(g)型70.5kJ.moL

1

②CO(g)+H2O(g)UCO2(g)+H2(g)AH2=-41.1kJ-moF

③2H2(g)+C>2(g)=2H2O(g)AH?=-483.6kJ-moL

下列说法正确的是

A.若温度不变，反应①中生成0.5molCH30H⑴时，放出的热量小于45.25kJ

B.对于反应②③，选用高效催化剂，可分别降低反应的焰变

*1

C.82与H2合成甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)uCH3OH(g)+H2O(g)AH=-49.4kJ.moP

D.以CO?和H?。为原料合成甲醇，同时生成该反应放出能量

5.（2023下•浙江•高三校联考）乙烯氢化的热化学方程式为C2H4（g）+H2（g）=C2H6（g）aH=akJ-moE,使用

不同含Au催化剂的反应历程如图所示，下列说法正确的是

(

,催化剂:AuF-r催化剂：AuPF；

一o

0EO-

日.o-3.46.0.G

金®SY

-48.

一

、

而XH

*+

+S

6髭

一

患®—力；1293.75.1

芸X

SI9回

H要

Oz9

长。OH

'Z

-201.7。

-233.7

反应历程反应历程

A.1molC2H6（g）的能量大于1molC2H4（g）与1molH2®具有的能量之和

B.该反应的焰变：AH=-129.6kJ-mol-1

C.过渡态物质的稳定性：过渡态1大于过渡态2

D.相应的活化能：催化剂AuF小于催化剂AuPF；

1.（2023・山东济宁•统考三模）我国科学家以Bi为电极在酸性水溶液中可实现电催化还原CO2,两种途径

的反应机理如下图所示，其中TS表示过渡态、数字表示微粒的相对总能量。

l.lOeV0.31eV

下列说法错误的是

A.HCOOH分解生成CO和H2O的反应为吸热反应

B.电催化还原CO?生成HCOOH的选择性高于生成CO的选择性

C.HCOOH是阴极产物

D.途径二的电极反应式为CO2+2H++2e-=CO+H2。

2.（2023•北京海淀・清华附中校考三模）汽车尾气中CO与NO转化的三段反应历程及各物质的相对能量如

图所示，其中TS代表过渡态，IM表示反应过程中的复杂中间产物，每段历程的反应物相对总能量定义为0.

下列说法不亚琥的是

相对能量ZkTmoH

TS1TS3

0

300298.4TS2

200

100-TM1199.2IM2130

NO+NO—22.2

042.60

-100反应①CO2+N2O+CO

万X+CO反应③

-200\2CO+2N

-300OO22

-400反应②\CO+NO

-50022

-600-513.5

反应历程

A.反应①决定尾气转化的快慢

B.反应①为吸热反应，反应②、③为放热反应

C.由上图可判断过渡态的相对能量：TS1>TS3>TS2

D.采用对反应③选择性高的催化剂可以避免尾气中出现N?。

3.（2023•浙江•校联考三模）甲酸常用于橡胶、医药等工业。在一定条件下可分解生成CO和H2。，在无、

有催化剂条件下的能量与反应历程的关系如图所示，下列说法不正确的是

CO+H2O

途径I反应历程途径II反应历程

A.可以通过E1和E2计算HCOOH的总键能

B.E]-E3=E4-E]O

C.途径II中H卡参与反应，通过改变反应途径加快反应速率

D.途径I未使用催化剂，但途径II与途径I甲酸平衡转化率相同

4.（2023•山东青岛•统考三模）亚硝酸甲酯（CH3ONO）与OH自由基的反应具有重要的研究价值。298K时,

该反应在空气中存在“氢提取”和“OH加成两种反应路径，反应机理如图2（TS表示过渡态，CR、CP表示中

间产物）。下列说法错误的是

图1

A.图1中CH3ONO的两种构象a更稳定

B.“氢提取”路径中的总反应为放热反应

C.“0H加成”路径中决速步为CR3fCP2

D.298K时，CH3ONO与OH自由基的反应主要产物为0^0、NO、H20

5.(2023・重庆九龙坡・重庆市育才中学校考模拟预测)乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理、能量与反应

进程的关系如图所示。下列说法正确的是

H

I

C

—)—H

H

中间体i中间体ii

A.由图可知，总反应为放热反应，所以不需加热就能进行

B.第①步反应只断裂非极性键

C.增大催化剂酸的浓度，可以加快总反应速率

D.中间体i比中间体ii更稳定

B•柘展培优拿高分

1.(2023•安徽合肥・统考一模)下图是我国科研工作者研究MgO(s)与CHJg)作用最终生成Mg(s)与CH30H(g)

的物质相对能量-反应进程曲线。下列叙述错误的是

-八

O

E200

-口过渡态1

SMgOCFU⑸------------

MgCXsyKHXg)(4.3)/(29.5)

0

(0.0)过渡态2

OMgCH4(s),•(・146.1)

/GW'-(-149.4)

(65)1•1Mg(s)+CHOH(g)

-200-1•MgCH30H(s)3

\HOMgCH3(s)/

(-321.1)

-400--------->

反应进程

A.中间体OMgCH4（s）比MgOCH4（s）更稳定

B.该反应进程中的最大能垒（活化能）为350.6kJmol1

C.生成HOMgCH3（s）的过程中有极性键的断裂和形成

D.总反应的热化学方程式为MgO（s）+CH4（g）=Mg（s）+CH3OH（g）AH=・146.1kJ・moE

2.（2023•浙江•校联考模拟预测）某反应分两步进行，其能量变化如图所示。下列说法正确的是

八E/(kJmo『)

A.反应①的活化能E]=-177kJ-mo『

B.该反应过程中，反应速率由反应②决定

C.总反应的热化学方程式为C2H6（g）+CO2（g）q-C2H4（@+Cq@+H2q@AH=+346kJ.mo『

D.增大C2H6（g）的浓度，可以增大活化分子百分数，提高化学反应速率

3.（2023・陕西咸阳•统考一模）乙烯在硫酸催化下水合生成乙醇的反应机理、能量与反应进程的关系如下图

所示。下列说法正确的是

第

A.由图像可知总反应为放热反应，一定不需加热就能自发进行

B.第①步反应中只有0-H键发生断裂

C.总反应速率由第①步反应决定

D.乙烯的能量高于乙醇的能量

4.（2023•广东梅州・统考二模）工业上以NH3和C02为原料合成尿素，其能量转化关系如图所示。总反应

1

为2NH3（l）+CO2（g）=H2O（l）+H2NCONH2（l）△H=-103.7kJ«mol-o

H

气相2NH式g）CO2（g）2°（g）

.........鹏跳………

液相2NH式1）CO,。）喘

，②的=409.2kJ.mo-

HNCOONH,（1）«二》HO（1）+H,NCONH（1]

2?4、,③

A/73=+l5.5kJ・mol"

下列有关说法正确的是

A.ASi>0,AH4>0

B.H2NCOONH4。）的能量比H2NCONH2。）的低，H2NCOONH4（1）更稳定

c.其他条件不变，增大压强，总反应速率和平衡转化率均增大

D.过程③的反应速率慢，使用合适的催化剂可减小^缶从而加快反应速率

5.（2023・湖北•校联考模拟预测）在过氧苯甲酰"口„口）作用下，澳化氢与丙烯的加

C6H5C6H5

成反应主要产物为1-澳丙烷，反应机理如图所示（Ph代表苯基）。下列说法错误的是

O

A.图中X是最简单的芳香酸

B.过程①是熠增变化

C.过程③断裂了碳碳。键的同时形成了碳澳◎键

D.生成主要产物的总反应方程式为CH3cH=CH?+HBr过氧琴甲酰AC巳CH2cH2：Br

6.(2023上•新疆伊犁•高三奎屯市第一高级中学校考期中)下列关于热化学方程式书写正确的是

A.已知稀溶液中H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)zXH=-57.3kLmoH,则H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)

1

B.丙烷燃烧热热化学方程式：C3Hs(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g)△H=-2043.9kJmol

1

C.2NO2=O2+2NO△H=+116.2kJ-mol-

1

D.D(g)的燃烧热为285.8kTmolT,则2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)AH=+571,6kJ-mol

7.(2023上•河南•高三长葛市第二高级中学校联考开学考试)CO2与CH4的催化重整有利于减少空气中的

CO2,实现碳中和。

已知：①2co(g)+C)2(g)=2CO2(g)AHi=akJmol1

②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H2=bkJ-mori

1

③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)AH^ckJ-mol-

则CH4(g)+C»2(g)02co(8)+2耳值)的.印为

A.(-a-b+c)kJmor'B.(a+b-cjkJmor1

C.(-a+b-c)kJmol-1D.(a-b-c)kJmol1

8.(2023・重庆・校联考一模)以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水制氢流程如图。

H2O(1)

H2(g)

l/2O2(g)

已知氢气燃烧热△H=-286kJ/mol,△以为

A.+172kJ/molB.+400kJ/molC.+29kJ/molD.+254kJ/mol

9.(2023•北京石景山•统考模拟预测)CO2催化加氢制CH4的反应为:

4H2(g)+CO2(g)、催化剂、CH,&)+2H,0g)。催化剂上反应过程示意如图1所示。其他条件不变时，CO2

的转化率和CH4的选择性(CO2转化为甲烷的量/CO2转化的总量)随温度变化如图2所示。下列说法不正确

的是

1O

OO

8%

O、

榔

6O^

4O髀

0

20

150200250300350

图2

A.催化剂改变了CO?中O—C—O键的键角

B.15（TC到350。（2时，基本没有发生副反应

C.co?催化加氢制CH4是一个吸热反应

D.结合下列热化学方程式，可以通过盖斯定律计算CO?加氢制CH4的反应热

CH4（g）+H2O（g）=3H2（g）+CO（g）NH=+205.9kJ/mok

CO（g）+H2O（g）=H2（g）+CO2（g）AH=-41kJ/mol

10.（2023•江苏南通•统考一模）工业上常用浓氯水检验输送氧气的营道是否泄漏，泄漏处有白烟生成，工

业合成氨的反应为N2（g）+3Hz（g）、,号翼PJ、2NH3（g）AH=_92.4kJ-mo广。对于工业合成氨的反应，

下列说法正确的是

A.使用高效催化剂可减小

B.适当降温或加压，反应的平衡常数都增大

C.及时将体系中的NJ液化分离有利于平衡正向移动

D.用E表示键能，则:E（NwN）+3/H-H）-6E（N-H）=92.4kJ.moL

C•挑战真题争满分、

1.（2021・重庆•统考高考真题）“天朗气清，惠风和畅。”研究表明，利用Ir+可催化消除大气污染物N2O和

CO,简化中间反应进程后,相对能量变化如图所示。已知CO（g）的燃烧热AH=-283kJmoH,则2N2O（g）=2N2（g）

+O2（g）的反应热AH（kJmoE）为

时说氢

同列是

相下H

应；

o、

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HQ2、NH3、N2H仆CaH?等重要化合物；水煤气法、电解水、光催化分解水都能获得H2,如水煤气法

制氢反应中，应0值）与足量C（s）反应生成11110叫伍）和ImolCO（g）吸收13L3kJ的热量。应在金属冶炼、

新能源开发、碳中和等方面具有重要应用，如HCO；在催化剂作用下与反应可得到HCOCZ。我国科学家

在氢气的制