2024广东化学高考专题复习-专题九　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.（的1广东分）我国力争于2"。年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。CH4与COz重整

是。。2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：

/。2（g）+H2（g）=CO®）+H2O（g）乙心

。小⑻一^⑸+2心（。）4出

d）2CO（g）—C。式外C（GAU

©《。④+心⑶一^/^⑻+熊）ZkHs

（1此解盖斯定律，反应〃的尸（写出一个代数式即可）。

（2）上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有。

A.增大。。2与CH4的浓度，反应久b、c的正反应速率都增加

B.移去部分C（s）辰应c、d、e的平衡均向右移动

C加入反应“的催化剂,可提高的平衡转化率

D.降低反应温度，反应的正、逆反应速率都减小

（力一定条件下,CH4分解形成碳的反应历程如图1所示。该历程分步进行，其中，第步

的正反应活化能最大。

（4）设库为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相

对分压等于其分压（单位为kP”）除以上（的二1OOkPa）。反应&c、0的伉库随次温度的倒数）的变

化如图2所示。

£6

8

图2

①反应〃、c、e中，属于吸热反应的有(填字母)。

②反应c的相对压力平衡常数表达式为用=.

③在图2中A点对应温度下、原料组成为八。。2)：八仁山)二工：二、初始总压为80kPa的恒容密

闭容器中进行反应，体系达到平衡时的分压为40kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过程。

(5)。。2用途广泛,写出基于其物理性质的一种用途:。

1.答案(1)4出-AH4或AHz+AHs-AH-

(2)AD(3)44(4)①配

③A点对应温度下反应c的伍福二。厕平衡体系中K产湍氏」和端惠而=l,p(6*H4)=16

kP2初始p(CH4)=5OkP处则CH4的平衡转化率为」嘴卜鲁13axeHO%=68%

(5)作制冷剂(合理即可)

2.(2019课标1,28,“分冰煤气变换。。缶)+山。0)—CS(g)+H2(g)］是重要的化工过程,主要用

于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：

WSkibata曾做过下列实验:①使纯心缓慢地通过处于72工C下的过量氧化钻CoO(s),氧化钻部分

被还原为金属钻Co(S),平衡后气体中%的物质的量分数为OQ255②在同一温度下用CO还原

。。。⑸,平衡后气体中C。的物质的量分数为OQ32。

根据上述实验结果判断，还原。。。⑸为Co(S)的倾向是C。心(填“大于”或“小于”)。

(2)722℃时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和耳2。0)混合,采用适当的催化剂进行反应,则平

衡时体系中FG的物质的量分数为(填标号)。

A.Q25B.O.25CQ.25~O.5O

V.O.5O£.>0.50

(力我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，

其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。

二,

正）。别参

后示c有

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能所和线具

H它

化图出曲，

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”中、8W5.

•OI+X+XOO。4回性

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于换方。HC。酸

等变相O律为

30X+H+X0+03。率、能的

.“气OO以别

白速C定功酸

”煤N的可分

过渡态I均斯

于水和d继压硫酸酸H

aoH+os+.ou。平2p

大时的、盖是血亚硫硫

“%Qas亚的

a)0'z+a>03℃P2高与

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210填4中，别书,硫

>。向碧-/8于减应度

S系b现硫亚

4小分小的管反浓

、体7发氢和

式在线⑶式期血液同酸酸

H℃时张较硫

程曲4近溶相硫

始应。0程）舒比钠亚

方7C）分于氢

6初的0.、能氢低于

学4验反2（方4的

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变化化、*信实能导/还

步研线热标o

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水用1硫O硫

写人剂H节下硫1.

知,均化算时答-点应R（调）氢氢氢

V.-..O..

可e4（催计随是2-考的工与1（ABCD

(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。

C而讪学成统祸点永分麻讪氢豪林(i)

；U2SO.(aq>=SO2(g)+H2(Xl)+yO2(K)

A//,=327kJ-mol-1；

r

：SO2(g)4-l,(s)+2H2O(l)=2HI(aq)+H2SO4(aq)；

;AW2=-151kJ-mol-*：

1

；2111(aq)：^Il2(g)+I2(8)A//,=l10kJ•mol-；

H^gH-H^SO/aq)—S(s)+SO2(g)+2H2O(l)

1

A//4=6IkJ-mol-

、热化学硫碘循环硫化氢分解联产氢气、硫黄系统(U、

通过计算，可知系统(I)和系统(H)制氢的热化学方程式分别

为、，制得等量H2所需能量较少的

是o

(3)H2s与。。2在高温下发生反应:H2s(g)+CO£g)=。。5(9)+心。(价。在£10/<时,将08mo/

。。2与。.4。mofH2s充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为OQ2。

①H2s的平衡转化率C尸%，反应平衡常数"o

②在620K重复实验,平衡后水的物质的量分数为2s的转化率如%,该反应的AH_

,填“〉”“<”或“二”)。

③向反应器中再分别充入下列气体,能使H2s转化率增大的是(填标号)。

A.H2sB.CO&C,COSDM

L答冥(1)P(2)心。(。一心(9)，。20)kJ-mol-1H2s(g)-Hz(g)+S(s)

△H=2。kJ-mol-1系统(II)

⑶①2.52.8xW-3②>>③B

2.(2"4广东,分)用CaSO^代替Ox与燃料CO反应，既可提高燃烧效率,又能得到高纯。。2,是一

种高效、清洁、经济的新型燃烧技术,反应①为主反应，反应②和③为副反应。

®l/^-CaSO4(^CO(g)^^l/4C〃S(s)+CO2(g)△HI=-47.3kJ-mo/-1

②Cn0(s)+C02e)+S02(g)4H2=+2工0.5kJ•mo/1

③l/2C(s)+l/2C02(g)△HL-8£.2kJ•mo/-1

(1)颗2c〃SO4(s)+7CO(g)=CaS(s)+Ca0(s)+£C02(g)+C(s)+S02(g^AH=(用

△Hz、AH?和AHs表示)。

(2)反应①一③的平衡常数的糠IgK随反应温度丁的变化曲线如图所示，结合各反应的归纳

(gK-丁曲线变化规律：

4)_；

与_。

5006007008009()0I0()011001200

77霓

(3)向盛有的真空恒容密闭容器中充入C。,反应①于℃达到平衡1平原

MH・「"计算CO的转化率(忽略副反应,结果保留两位有效数字)。

(4)为减少副产物，获得更纯净的。。2,可在初始燃料中适量加入o

(5)以反应①中生成的CoS为原料，在一定条件下经原子利用率200%的高温反应,可再生C〃SO4,该反

应的化学方程式为；在一定条件下/。2可与对二甲苯反应,在其苯环上引入

一个短基,产物的结构简式为。

2.答案(1)4AHI+AH2+2AH3

(2)升高温度,吸热反应IgK增大，放热反应IgK减小吸热反应IgK受温度的影响比放热反应大

(3)^ooc-^^^OOfc(C0^-^OOc(C0)-8.Ox^O^mo/・「与故c(C。)陲二8QxlO-3

・3・1

mof•LT+g.OxlO-smol・L-1=8.(?8xW3mof・L-1X^)=80X10

')8.08x103mol-L1

(4)CaCOs

CH3

COOH

高温।

(5)CaS-h2.O2-CaSO4CH3

B组其他地区高考题

考点1化学反应中的能量变化

1.(^3浙江1月选考二4乃分)标准状态下,气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下［已知

。2匕)和CL(g)的相对能量为处下列说法不乏碉的是()

02+0+(：10\

......................lojci

历程II

A.EG-E3=ES-E2

B.可计算G—C/键能为2（E2-ES）kJ-3。尸

C.相同条件下Qs的平衡转化率:历程II>历程I

D.历程I、历程H中速率最快的一步反应的热化学方程式为:C/O（g）+O（g）—。20）+&@）

△H=(ES-E4)kJ•mol-1

工.答宾C

2.（2022浙江1月选考二8,2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:

能冏

pf-

n—l>

2H

3

ll

9—

TLA2

2HE0

0L・8

EIIC

—•

•-.m

-!o

-L

下列推理不正确的是（）

A.2Z1HI%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.AHZQHB,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

说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键

。△出-△心少/心必出》。,说明苯分子具有特殊稳定性

2.答案A

3.（^3全国甲28,15分）甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题:

O）已知下列反应的热化学方程式：

①3。2®）-----2030）KiAHz=285kJ・小。已

1

②2cH4（g）+C>2（g）-----2cHsOH。）K2Zk^-3^^?kJ・mo/-

孤③CH4（g）+O4g）-CHQH（/）+O2（g）的AH产kJ•小。卜乙的常数/<3=

（用K］、K2表小）。

（2）电喷雾电离等方法得到的M+（Fe+、Co\Ni+等）与。3反应可得M。,M。）与反应能高选择

性地生成甲醇。分别在：3。。K和”。K下（其他反应条件相同）进行反应MOFCbU-M++CH3OH,

结果如下图所示。图中'bOOK的曲线是(填或“b”)。300K、6。S时的转化

率为(列出算式)。

(

*

l

o1T士

w(.

三二

毛

一

二

SC

(3)M。-分别与CH4、CD,反应,体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似,图中以CH4

示例)，

(i)步骤I和II中涉及氢原子成键变化的是(填"I”或"H”)。

(ii)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢，则M。,与CD4反应的能量

变化应为图中曲线(填“C”或"d”)。

(iii)M。*与。心的反应粽代甲醇的产量CHzDODCHDzOH(填“>”"二”或“<”)。若

M。+与CHDs反应，生成的气代甲醇有_______种。

3.答案(1)-36>7源

(2)bI-IO-01

⑶⑴I。及(32

4.(如2海南二£二。分)某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环。其中涉及反应：

催化剂

CO2(g)+4H2(g)^^2H2O(g)+CH4(g)

回答问题：

(1)已知:电解液态水制备1mof。20),电解反应的AH=+572kJ-30卜'由此计算Hz(g)的燃烧

热(焙)=kJ-

催化剂

(2)已知：C。20)+4心0)『^2H2。0)+C20)的平衡常数(K)与反应温度⑴之间的关系如图1

幅。

660

图1

①若反应为基元反应，且反应的AH与活化能(E.)的关系为［△川》巳。补充完成该反应过程的能量变化

示意图(图2)。

图2

②某研究小组模拟该反应。温度七下，向容积为工。L的抽空的密闭容器中通入03mol和。4

M。/心,反应平衡后测得容器中MCH4)=OQ5moL则。。2的转化率为,反应温度t约

为。

(力在相同条件下,C02(g)与Hz(g)还会发生不利于氧循环的副反应：

催化剂

CO2(3y5H2(gy---------H2O(3yCHsOH(g)

在反应器中按八(。。2)：八(9)=2:4通入反应物,在不同温度、不同催化剂条件下,反应进行到2min

时,测得反应器中CHQH、浓度⑴侬。(•「工)如下表所示。

1-,550Ct-4OOC

催化剂

c(CH3OC(CH5O

“CHQC(CH4)

H)H)

催化剂

W.8工2722345.242780

I

催化剂

q.27153438夕”

II

在选择使用催化剂I和350。。条件下反应。~2生成CHsOH的平均反应速率为

8MH-L-1•小认个若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂0和4。。℃的反应条件,原因

是_。

4.答案(工)-286

②①反应进程

②SO%660.2(或660.1或66O3其他合理答案也可)

⑶$4相同催化剂,48℃的反应速率更快;相同温度雁化剂H副产物浓度低,甲烷的比例高

考点2热化学方程式的书写盖斯定律的应用

，(的3北京,巨乃分)一种分解氯化钱翊产物分离的物质转化关系如下滇中b、d代表MgO或

Mg(OH)。中的一种。下列说法正确的是()

A。、c分别是HC/、NHB

B.d既可以是Mg。,也可以是Mg(OH)C(

C.已知MgCL为副产物,则通入水蒸气可减少MgCL的产生

D.等压条件下，反应①、②的反应热之和,小于氯化镇直接分解的反应热

工答冥C

2.(如2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下表:

物质(g)OHHOHO“2。2

O22

能量/

2421-13

kJ•MAO/3<?IOOO

q8

-1

可根据HO(g)+HO(g)一—。2巧)计算出心。2中氧氧单键的键能为214kJ・小。卜工。下列说法

不耳醺的是()

A.H2的键能为436kJ•侬。一

氏。2的键能大于山。2中氧氧单键的键能的两倍

C.解离氧氧单键所需能量:

D.H2O(g)+O(g)^=H2。2(g)Z\H=-l-43kJ•mol-1

2.答案C

3.(^1北京34,3分)丙烷经催化脱氢可制丙烯：C3H8=QH6+H2。SO℃，将一定浓度的CO2与固

定浓度的C.Hs通过含催化剂的恒容反应器,经相同时间，流出的C3H6、CO和H2浓度随初始。。2浓

度的变化关系如图。

已知:①。3%佃）+5。2（9）一宓。2（gH4H2。（。

△H=-2220kJ・mof-1

②的也（9）+?。20）1兆。2（9）+：5心。（。

△H二-2052kJ・小。尸

③佻）+；。3=H?。。）

ZlH=-2.86kJ•mol-1

下列说法不正确的是（）

AC3HKg）^-C3H6（g）+H2（g）

△H=124kJ•mo/-1

3aH2）和c（C3H。变化差异的原因:《。2+心=CO^O

C其他条件不变,投料比C（C3H8）/，«。2）越大,心吊转化率越大

D.若体系只有C3H或CO、H2和H2。生成,则初始物质浓度c。与流出物质浓度c之间一定存

在:3%CC3H8）+CofCO2）=c（CO）+c（CO2）+?c（C3H8）+3c（C3H&）

3.答案C

4.（2。2工浙江1月选考29,2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—O

蘸/

436463

（kJ,hRt）

2H2巧）+。20）^~2出。0）

热化学方程式

△H=-482kJ•MOS

则20(g)一。2白)的AH为()

A・428kJ•mo(-1B.-42.SkJ•mo(-1

C498kJ•mol'3-P.-4^78kJ•mo/-1

4.答宾P

5.(2020浙江7月选考,22,2分)关于下列△H的判断正确的是()

CO『(aq)+H+(网)---HCO3(aq)AH工

。。“给去心。")="HCO式砌+。"(碉)AH2

OH-(aq)+H+Q?)-H?。。)△出

OH(aqyCH^COOH(aq)-C^COO(aqyHzO(()Z1H4

A.ZkHM。AH2<OB.ZkHiXAHz

色.△出<。A"。P.ZkH3>ZlH4

5.答案B

三年模拟

A组基础题组

考点1化学反应中的能量变化

，(2。23深圳二模,力我国科技自立自强，近年来取得了重大进展。下列有关科技成果的说法不正确的是

()

A.“异域深海,宝藏无穷”一一自主开采的可燃冰燃烧时,向环境释放热

B.，，科技冬奥，温暖护航”——Cm与发热服饰材料中的石墨烯互为同位素

C."高产水稻,喜获丰收”一一高产水稻的DNA具有双螺旋结构

D.“浩渺太空，无限征途”一一月壤中磷酸盐矿物的晶体结构可用X射线衍射仪测定

，答案B

2.(2023深圳一模⑶近年来,我国科技迅猛发展。下列科技成果中蕴含的化学知识叙述正确的是()

A.新型手性螺环催化剂能降低化学反应的婚变

3QNA存储技术中用于编码的DNA是核糖核酸

C.建造港珠澳大桥所采用的高强抗震螺纹钢属于合金

D.“天舟五号”飞船搭载的燃料电池放电时主要将热能转化为电能

2.答案C

巩H22茂名五校第三次联考⑶氢能是21世纪有发展潜力的清洁能源之一。已知:心的燃烧热SH)为

-28S.8kJ/MO。下列有关说法正确的是()

A.H2燃烧过程中热能转化为化学能

B.反应心。®)---白2(g)+H2(g)△H=+28S.8kJ/i^ol

C.%2、2H2互为同位素

D.l。g2H2。含有中子的物质的量为5mol

3.答冥P

4(2C22惠州三调,。W2O和CO是环境污染性气体，可在以：2。+表面转化为无害气体，其总反应为

MO(g)+CO(g)—C02(g)+g(g)AK有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、

乙所示。

下列说法不正确的是()

A.N2。为氧化剂

B2H=-22GkJ・mo/-1

C.由图乙知该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能

D.为了实现转化，需不断向反应器中补充P22。+和Pt2Oj

4.答冥P

考点2热化学方程式的书写盖斯定律的应用

M血2深圳一模,4)2022年我国取得多项科研成果,如首套吨级氢液化系统调试成功、首次实现以COz

为原料人工合成淀粉等。下列说法不正确的是()

人相同条件下g完全燃烧放出的热量比1gHz(g)的多

B.通过降温加压得到的液氢可存放于特制的绝热容器中

C通过遇碘变蓝的现象可证明有淀粉生成

D.淀粉可用于生产乙醇、乙酸等化工产品

，答案A

2.(皿^广州天河综合测试二节选)将CO2氢化制备CO的反应称为逆水煤气变换(RWGS)反应,工业上

常利用RWGS反应制备化工原料C。,此举可有效缓解温室效应。涉及反应如下：

RWGS反应I:。。20)+心0)=。。0)+山。0)AHi=+41.2kJ-mof-1

副反应11：61。2(9)+4心3)^^CH4(g)+2H20(g)ZlHz=-i64kJ•小。卜，

回答下列问题：

（1）反应。心（3）+心。（9）^^CO（g）+$H2（g）AH=kJ•侬。产。相比RWGS反应,副反应

II在化学热力学上进行的趋势很大,原因为。

2.答案（1）+205.2反应H为放热量较大的反应

3.（^3茂名二模,“节选）二氧化碳催化加氢直接合成二甲醛（DME）既可以实现碳减排又可以得到重要

的有机原料,对于保证经济的高速发展和实现长期可持续发展战略均具有重要意义，其中涉及的反应：

⑴血⑷巨”）一CHQH（g）+H2。®）

ZkHi=<akJ•mo/-1

（ii）2cH3OH（g）=C^OC^g）^O（g）

kJ•mo/-1

（iii）C5（g）+H2（gL。。⑻+心。。

△Hs:ckJ•mo（-i

（:t）2C02（g）+£H2（g）i。出。。出似）+：3心。（9）的AH4=kJ-M。产（用含入。或c的

代数式表示）。

3.答案（工）2“山

4.（2023深圳二模二q节选）“。3氧化法”和“光催化氧化法”常用于烟气脱硫、脱硝,对环境保护意义重

大。回答下列问题：

I。3氧化法

（1）用。3氧化烟气中的S02时林系中存在以下反应：

有“5。2⑷+。3缶）=SO£g）+OXg）AH工

反应9:2030）^=^^。2（9）

△心二-286.6kJ-mo（-1

SJSc：2SO2（g）+O2（g）^=i2SOKg）

-1

ZkH3=-1^6.6kJ•mo/

根据盖斯定律AH户。

4.答案（1）-241.6kJ•mo/-1

5.（的3江门一模,3节选）绿水青山就是金山银山。燃烧煤的烟气含有S2和NOx,直接排放会造成环境

污染,排放前需要进行处理。试回答下列问题：

（1）某实验小组设想利用C。还原S。-已知S和C。的燃烧热分别是296QkJ•mo/-\283Q

kJ・m。卜"试写出CO还原SO?生成。。2和S⑸的热化学方程式。

5.答案（2）2co（g）+SO2（g）^-----2C02（g）+S（s）△H=-27。。kJ・，“。尸

6.（2022肇庆一检,“节选）（工）已知部分化学键的键能如下表：

化学键H-HH-I

键能436247

①®测H—67键能(填“大于”“等于”或“小于")2"kJ-mo(-\

②卜⑷十心⑻="2川(g)AH=。

③若b(s)+Ha(g)^=±2H(g)ZkH=+2<?kJ•M。尸,则b(s)z^H=,

6.答案(1)①大于②-7kJ-mol-1③-3£kJ-mof-1

B组综合题组

l.（Z52：5揭阳质检15）C—H键活化是有机反应中的“圣杯”周中表示在Pt-R”金属团簇上气态

CH30H转化为HCH。的部分反应路径，I-乂代表第X个中间产物,TS-X代表第x个过渡态。下列说

法正确的是（）

II—Pt—H

I

H

-103.4

-126.9

反应历程

A.该过程中整个体系放热,而且嫡增

区生成最稳定产物的反应能垒为48.6kJ-鹏。卜工

C在生成I产物的两个过渡态中，都有C-H键的断裂

DCHsOH分子脱去的两个H原子都吸附在Pt上更稳定

L答宾B

2.（323汕头一横二劫下图是用钉（R〃）基催化剂催化。。2（力和心⑷的反应示意图,当反应生成463

液态HCOOH时放出31.2kJ的热量。下列说法错误的是（）

A.反应历程中存在极性键、非极性键的断裂与形成

B.图示中物质I为该反应的催化剂，物质H、III为中间产物

C使月催化剂可以降低反应的活化能，但无法改变反应的婚变

D.由题意知:HCOOH"）-----CO2（g）+H2（g）kJ・小。尸

2.答案A

3.（如3惠州三调,“节选）运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义,请完成下列探究。

（1）生成氢气:将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。以5+心。0）=H2（g）+C0（g）

kJ♦m。1,・Mol-K-工孩反应在低温下（“能”或“不能”）自发进行。

（2）已知在40。℃时人2（9）+3心（9）=2NH3（g）的K尸。5。相关化学键键能数据如下：

化学键2NH-HN-H

键能

<?46436396>.8

E/（kJ,MO