1-07-专题七　化学反应的热效应

高考

化学专题七化学反应的热效应新高考、新教材适用目录五年高考三年模拟考点1化学反应中的能量变化考点2热化学方程式的书写盖斯定律的应用题型强化练/题型

反应历程图像分析综合拔高练五年高考考点1化学反应中的能量变化1.(2024广东,15,4分)对反应S(g)

T(g)(I为中间产物),相同条件下:①加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短;②提高反应温度,c平(S)/c平(T)增大,c平(S)/c平(I)减小。基

于以上事实,可能的反应历程示意图(—为无催化剂,

为有催化剂)为

(

)

A2.(2024安徽,10,3分)某温度下,在密闭容器中充入一定量的X(g),发生下列反应:X(g)

Y(g)(ΔH1<0),Y(g)

Z(g)(ΔH2<0),测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是

(

)

B3.(2023北京,13,3分)一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下,其中b、d代

表MgO或Mg(OH)Cl中的一种。下列说法正确的是

(

)

A.a、c分别是HCl、NH3B.d既可以是MgO,也可以是Mg(OH)ClC.已知MgCl2为副产物,则通入水蒸气可减少MgCl2的产生D.等压条件下,反应①、②的反应热之和,小于氯化铵直接分解的反应热C4.(2023广东,15,4分)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)

P(g)。反应历程(如图)中,M为中间产物。其他条件相同时,下列说法不正确的是

(

)A.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行CB.反应达平衡时,升高温度,R的浓度增大C.使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡D.使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大5.(2023浙江6月选考,14,3分)一定条件下,1-苯基丙炔(

)可与HCl发生催化加成,反应如下:

反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知:反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应),下列说法不正确的是

(

)A.反应焓变:反应Ⅰ>反应ⅡB.反应活化能:反应Ⅰ<反应ⅡC.增加HCl浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物Ⅰ的比例D.选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物ⅠC6.(2023浙江1月选考,14,3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O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0],下列说法不正确的是

(

)CA.E6-E3=E5-E2B.可计算Cl—Cl键能为2(E2-E3)kJ·mol-1C.相同条件下,O3的平衡转化率:历程Ⅱ>历程ⅠD.历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为:ClO(g)+O(g)

O2(g)+Cl(g)

ΔH=(E5-E4)kJ·mol-1

7.(2021山东,14,4分)18O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:

+OH-

+CH3O-能量变化如图所示。已知

为快速平衡,下列说法正确的是

(

)BA.反应Ⅱ、Ⅲ为决速步B.反应结束后,溶液中存在18OH-C.反应结束后,溶液中存在C

OHD.反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变考点2热化学方程式的书写盖斯定律的应用8.(2023海南,7,2分)各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是

(

)物质C2H6(g)C2H4(g)H2(g)ΔH/(kJ·mol-1)-1559.8-1411-285.8DA.C2H4(g)+3O2(g)

2CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1411kJ·mol-1B.C2H6(g)

C2H4(g)+H2(g)ΔH=-137kJ·mol-1C.H2O(l)

O2(g)+H2(g)ΔH=+285.8kJ·mol-1D.C2H6(g)+

O2(g)

2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1559.8kJ·mol-1

9.(2022重庆,13,3分)“千畦细浪舞晴空”,氮肥保障了现代农业的丰收。为探究(NH4)2

SO4的离子键强弱,设计如图所示的循环过程,可得ΔH4/(kJ·mol-1)为

(

)

A.+533B.+686C.+838D.+1143C10.(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—O键能/(kJ·mol-1)436463热化学方程式2H2(g)+O2(g)

2H2O(g)ΔH=-482kJ·mol-1

则2O(g)

O2(g)的ΔH为

(

)A.428kJ·mol-1B.-428kJ·mol-1

C.498kJ·mol-1D.-498kJ·mol-1

D11.(2021北京,14,3分)丙烷经催化脱氢可制丙烯:C3H8

C3H6+H2。600℃,将一定浓度的CO2与固定浓度的C3H8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CO2浓度的变化关系如图。

已知:①C3H8(g)+5O2(g)

3CO2(g)+4H2O(l)

ΔH=-2220kJ·mol-1②C3H6(g)+

O2(g)

3CO2(g)+3H2O(l)

ΔH=-2058kJ·mol-1③H2(g)+

O2(g)

H2O(l)

ΔH=-286kJ·mol-1下列说法不正确的是

(

)A.C3H8(g)

C3H6(g)+H2(g)ΔH=+124kJ·mol-1B.c(H2)和c(C3H6)变化差异的原因:CO2+H2

CO+H2OC.其他条件不变,投料比c(C3H8)/c(CO2)越大,C3H8转化率越大D.若体系只有C3H6、CO、H2和H2O生成,则初始物质浓度c0与流出物质浓度c之间一C定存在:3c0(C3H8)+c0(CO2)=c(CO)+c(CO2)+3c(C3H8)+3c(C3H6)12.(2023新课标,29,节选)氨是最重要的化学品之一,我国目前氨的生产能力位居世界

首位。回答下列问题:(1)根据图1数据计算反应

N2(g)+

H2(g)

NH3(g)的ΔH=

-45

kJ·mol-1。

(2)研究表明,合成氨反应在Fe催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附

位,

表示被吸附于催化剂表面的N2)。判断上述反应机理中,速率控制步骤(即速率最慢步骤)为

(ⅱ)

(填步骤前的标号),理由是

N2分子中

键能很高,解离为N原子所需能量最多

。

(3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为Fe3O4)使用前经H2还原,生成α-Fe包裹的Fe3O4。已

知α-Fe属于立方晶系,晶胞参数a=287pm,密度为7.8g·cm-3。则α-Fe晶胞中含有Fe的原

子数为

(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为NA)。13.(2023广东,17,14分)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其

数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式Q=cρV总·ΔT计算获得。(1)盐酸浓度的测定:移取20.00mL待测液,加入指示剂,用0.5000mol·L-1NaOH溶液滴

定至终点,消耗NaOH溶液22.00mL。①上述滴定操作用到的仪器有

AD

。

②该盐酸浓度为

0.5500

mol·L-1。(2)热量的测定:取上述NaOH溶液和盐酸各50mL进行反应,测得反应前后体系的温度

值(℃)分别为T0、T1,则该过程放出的热量为

418(T1-T0)

J(c和ρ分别取4.18

J·g-1·℃-1和1.0g·mL-1,忽略水以外各物质吸收的热量,下同)。(3)借鉴(2)的方法,甲同学测量放热反应Fe(s)+CuSO4(aq)

FeSO4(aq)+Cu(s)的焓变ΔH(忽略温度对焓变的影响,下同)。实验结果见下表。序号反应试剂

体系温度/℃

反应前反应后ⅰ0.20mol·L-1CuSO4

溶液100mL1.20gFe粉abⅱ0.56gFe粉ac①温度:b

>

c(填“>”“<”或“=”)。②ΔH=

-20.9(b-a)kJ·mol-1[或-41.8(c-a)kJ·mol-1]

(选择表中一组数据计

算)。结果表明,该方法可行。(4)乙同学也借鉴(2)的方法,测量反应A:Fe(s)+Fe2(SO4)3(aq)

3FeSO4(aq)的焓变。查阅资料配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸。加酸的目的是

抑制Fe3+的水解

。提出猜想Fe粉与Fe2(SO4)3溶液混合,在反应A进行的过程中,可能存在Fe粉和酸的反

应。验证猜想用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1;向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉,溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,说明存在反应A和

Fe+2H+

Fe2++H2↑

(用离子方程式表示)。实验小结猜想成立,不能直接测反应A的焓变。教师指导鉴于以上问题,特别是气体生成带来的干扰,需要设计出实验过程中无气

体生成的实验方案。优化设计乙同学根据相关原理,重新设计了优化的实验方案,获得了反应A的焓变。

该方案为

将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应,测量反应

的热量变化,计算得到反应Cu(s)+Fe2(SO4)3(aq)

CuSO4(aq)+2FeSO4(aq)的焓变ΔH1;

根据(3)中实验计算得到反应Fe(s)+CuSO4(aq)

FeSO4(aq)+Cu(s)的焓变ΔH2;根据盖斯定律计算得到反应Fe(s)+Fe2(SO4)3(aq)

3FeSO4(aq)的焓变为ΔH1+ΔH2

。(5)化学能可转化为热能,写出其在生产或生活中的一种应用

燃料燃烧、铝

热反应焊接铁轨等

。三年模拟题型反应历程图像分析1.(2024甘肃兰州一模,11)乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理、能量与反应进程

的关系如下图所示。下列叙述正确的是

(

)A.第①、②、③步反应都是放热反应B.第①步反应只断裂了化学键C.总反应速率由第①步反应决定D.中间体CH3CH2

H2比CH3

H2更稳定C2.(2024湖南怀化二模,9)一种利用H2和O2直接合成H2O2的反应历程如下图所示(NA为阿

伏加德罗常数的值)。下列说法中错误的是(

)A.总反应的原子利用率理论上可达100%DB.步骤2中,若1molO2完全反应,则理论上转移电子数目为2NAC.

降低了反应的活化能,加快了反应速率D.

和

中Pd的化合价不相同3.(2024山东德州三模,11)在浓硫酸作用下,苯与浓硝酸发生反应的反应历程如图所

示。下列说法错误的是

(

)A.生成中间体时碳的杂化方式未发生改变AB.生成中间体的反应为决速步骤C.产物1为加成反应的产物D.动力学和热力学优势产物均为产物24.(2024江西赣州一模,11)在催化剂CuMn2O4表面进行的NH3选择性催化还原NO的反

应机理如下图所示(NH3吸附在催化剂表面可表示为*NH3,Ea表示活化能)。

下列有关说法正确的是

(

)A.温度越高,反应速率越快B.NH3比NO更易被催化剂CuMn2O4吸附C.反应过程中有非极性键的断裂与极性键的形成D.决定总反应速率的基元反应可表示为*NH3

*NH2+HD1.(2024湖北武汉4月调研,8)晶格能是反映离子晶体稳定性的物理量,其定义为气态离

子形成1mol离子晶体释放的能量。TlF(s)生成TlF3(s)的Born-Haber循环如下图所示。

下列说法错误的是

(

)A.离子晶体稳定性:TlF<TlF3B.Tl的第三电离能为4849kJ·mol-1C.断裂1molF—F键消耗158kJ的能量D.TlF(s)+F2(g)

TlF3(s)

ΔH=-297kJ·mol-1

B2.(2024江西九江十校第二次联考,14)已知反应2N2O(g)

2N2(g)+O2(g)的势能曲线示意图如下(…表示吸附作用,A表示催化剂,TS表示过渡态)。

下列有关说法正确的是

(

)A.过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中都有N2生成B.若在任意温度下均能自发进行,则反应为吸热反应C.该反应中只有两种物质能够吸附N2O分子D.过程Ⅲ中最大势能能垒为37.49kcal·mol-1

A3.(2024福建厦门二模,10)CH4干法重整中镍基催化剂活性会因积炭反应而降低,同时

存在的消炭反应则使积炭量减少,其中涉及的相关数据如表。催化剂表面发生的不同

积炭反应在不同温度下的质量增量如图。下列说法错误的是

(

)D基元反应RhNi

Rh6Ni

Ea正/Kj·mol-1Ea逆/kJ·mol-1Ea正/kJ·mol-1Ea逆/kJ·mol-1积炭:C*+C*

65.5136.8103.1109.8消炭:C*+O*

CO*

139.7326.6117.551.0吸附在催化剂表面上的物种用*标注A.一氧化碳歧化反应是放热反应B.甲烷裂解是镍基催化剂表面积碳的主要来源C.C*+C*

的焓变为-71.3kJ·mol-1D.由上表判断,催化剂Rh6Ni劣于RhNi4.(2024陕西西安一模,11)丙烯与HBr发生加成反应的机理及反应体系中的能量变化如

图所示,下列说法错误的是

(

)

D

A.反应2放出热量更多B.相同条件下反应2的速率比反应1大C.对于反应1和反应2,第Ⅰ步都是反应的决速步骤D.曲线a表示的是反应2的能量变化图5.(2024福建福州4月末质检,7)实验室以苯甲醛为原料合成苯甲酸苯甲酯的反应机理

如图(已知RO-极易结合H+转化为ROH)。下列说法正确的是

(

)A.该反应的催化剂为苯甲醇,能降低反应的焓变DB.久置的苯甲醛中含有少量苯甲酸,