高考化学二轮复习 化学反应与能量变化-教师版

专题七化学反应与能量变化

&

.••・I命题趋势■・■.

能源问题已成为全球性的热点问题，这几年高考中该类试题的数目呈上升趋势，考查的内容不断拓展，

难度有所提高，过去以考查热化学方程式的书写、燃烧热、中和焦等概念及热量计算为主，近两年对化学键

与能H的关系、盖斯定律进行了不同程度的考查。反应热是近几年高考的重点考查内容之一，考查的内容主

要有：①热化学方程式的书写及正误判断；②比较反应热的大小；③有关反应热的简单计算(应用盖斯定律

计算反应热)；④化学键键能与反应热、反应热与能源的综合考查。

I.客观题

(1)结合图像考查对反应热、吸热反应、放热反应的理解。

(2)考查热化学方程式的正误判断以及\H的计算及比较。

II.主观题

化学反应原理题中根据盖斯定律书写热化学方程式、计算反应热等。

一、反应中能量的变化

1.基本概念：

⑴反应热：在化学反应过程中放出或吸收的热量。反应热用符号表示。单位“kJ/mol”。

⑵吸热反应和放热反应：

在化学反应过程中，通常用E反表示反应物所具有的总能量，E生表示生成物所具有的总能量。

①若E反〉E生，为放热反应；当△〃为“一”或A〃<0。

②若E反<E生，为吸热反应；当△，为“+”或AH>0。

2.吸热反应和放热反应的判断方法

(1)根据反应类型判断：通常情况下燃烧反应、中和反应、金属和酸反应制氢气的反应为放热反应；电解

质的电离、盐类水解、大多数的分解反应等为吸热反应。若正反应为吸热反应，则逆反应为放热反应。

(2)由物质的聚集状态判断：同种物质的聚集状态不同，其木身具有的能量也不相同。一般情况下：气态

物质所具有的能量大于液态，液态具有的能量大于固态；物质处与稳定状态的能量小于不稳定状态的能量。

如：硫蒸气在氧气中完全燃烧放出的能量大于固态硫完全燃烧放出的能量。石墨比金刚石稳定，所以由石墨

转化为金刚石的反应为吸热反应。

(3)由盖斯定律判断：如一个反应可分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热

相同，通过化学反应的能量变化值来进行计算，若A">0,则反应为吸热反应，反之则为放热反应。

二、热化学方程式的书写

热化学方程式书写或者判断的注意事项

⑴注意的符号和单位：△〃的单位为kJ/molo

(2)AH与测定的条件有关，书写时应注明条件。若条件为25℃,103kPa,则可不注明。

⑶注意物质的聚集状态：气体用“g”、液体用力”、固体用飞”、溶液用“aq”。热化学方程式中不用或飞”

符号。

⑷热化学方程式中的计量数只表示物质的不表示分子个数，因此热化学方程式中的计M数可以是小

数或分数。

⑸注意△〃的数值与符号：如果化学计量数加倍，则△〃也要加倍。逆反应的反应热与正反应的反应热

数值相等，但符号相反。

⑹对于同素异形体的物质，除了要注明聚集状态外，还要注明物质的名称。

三、燃烧热、中和热

1.燃烧热

(1)定义：在lOlkPa时，In⑹物质完全燃烧生成稳定的气化物时所放出的热吊:，叫做该物质的燃烧

热。

(2)注意事项

①燃烧热是以Imol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写燃烧热的化学方程式时，•般以

燃烧物前系数为।的标准来配平其余物质的化学计量数。

②燃烧产物必须是稳定的氧化物，例如C-CO2,HTH?。⑴等。

(3)化石燃料提供能量的弊端以及预防措施：

①弊端：化石燃料为不可再生能源、燃烧产物中含有SO?造成环境污染、CO2引起温室效应。

②预防措施：开发■新能源、对燃料进行脱硫或固硫处理。

2.中和热

⑴定义：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应而生成ImolH?。，这时的反应热叫做中和热。

⑵注意事项

中和反应的实质是H+和OH-反应生成HzO。若反应过程中有其他物质生成(如生成沉淀或弱电解质)，

则其反应热不等于中和热。

另注：

燃烧热中和热

能量变化放热反应

相同点

\H△HVO,单位：kJ/mol

反应物的量Imol(O2的量不限)可能是Imol,也可能是0.5mol

生成物的量不限量H2O是Imol

不同点

Imol反应物完全燃烧时生成ImolH2O时放出的热量，不同

反应热的含义放出的热量；不同反应反应物的中和热大致相同，均为

物，燃烧热不同57.3kJ/mol

四、盖斯定律的应用

1.理论依据：反应热只与反应始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与具体反应的途径无关。

2.计算模式：

内

3.主要应用：计算某些难以直接测量的反应热。

4.注意事项：应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应途径。

(1)当反应式乘以或除以某数时，也应乘以或除以某数。

(2)热化学方程式加减运算以及比较反应热的大小时，△〃都要带“+”、“一”号进行计算、比较，即把

看作一个整体进行分析判断。

(3)在设计的反应途径中常会遇到同一物质固、液、气三态的相方转化，状态由固一液一气变化时，会吸

热；反之会放热。

(4)当设计的反应逆向进行时，其△〃与正反应的△〃数值相等，符号相反。

精题集训

•・（70分钟）

0经典训练题

1.已知反应CO(g)+2H2(g)=CH30H(g)A",生成1molCH30H(g)的能量变化如图曲线I所示。曲线H表示

使用催化剂的情况。下列判断不正确的是()

A.A//=-91kJmoi-1

B.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量

c.按照曲线n历程进行反应，反应速率更快

D.CO(g)+2H2(g)CH3OH(1)&H\,则bH\>A//

【答案】D

【解析】A.由图可知，△止反应物的键能总和-生成物的键能总和=4l9kJnoL-510kJ-mo1T=-9味JnoL,

故A正确；B.由图可知，该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放出热量，故B正确；C.催

化剂可降低反应的活化能，反应速率更快，故C正确；D.液态CH30H具有的能量比气态CH30H具有的能

量低，则反应C0®+2HKg)-CH30H⑴放出的能量比生成气态CH30H放出的能埴更多，△小、△〃均为负

值，则△〃]<△〃，故D错误，故选D。

(

2.已知：H(aq)+OH(aq)=H2O(l)A//=-57.3kJ/molo下列关于稀硫酸和稀NaOH溶液中和反应反应热的测定

或表述正确的是()

A.应用如图所示装置可完成本实验

筒易量热计示意图

B.将吊:筒中的NaOH溶液沿玻璃棒缓慢倒入吊:热计的内筒

C.取一次测量所得反应前后的温度差作为计算该反应热的依据

D,H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)A//=-114.6kJ/mol

【答案】D

【解析】A.如图所示装置中缺少环形玻璃搅拌棒，可能会造成酸、碱溶液混合不均匀，不同部位的溶液温

度不同，A不正确；B.量筒中的NaOH溶液沿玻璃棒缓慢倒入，易造成热量损失，应将溶液一次迅速倒入，

B不正确；C.取一次测埴前后的温度差计算反应热，易造成测定结果产生较大偏差，应进行三次实验，然后

+

求其平均值，C不正确；D.II(aqi+OH-(aq)=H2O(l)△〃=・57.3kJ/mol可知，硫酸和氢氧化钠完全反应生成反

应2moi水时A〃=」14.6kJ/mol,D正确；故选D。

3.二列有关热化学方程式及其叙运正确的是()

A.HF与NaOH溶液反应：H+(叫)+OH-(叫尸氏0⑴AZ/=-57.3kJ/mol

B.氢气的燃烧热为285.5kJ/moI,则水分解的热化学方程式为：2H2O(1)=2H2(g)+02(g)AA7=+571kJ/mol

C.已知N2(g)+3H?(g)=2NH3(g)A/7=-92.4kJ/mol,则在一定条件下将ImolN?和3moi%置于一密闭容

器中充分反应后最多可放出92.4kJ的热量

D.已知2q石墨，S)+Q(g)=28(g)A/7=-221kJ/mol,则石墨的燃烧热为110.5kJ/mol

【答案】B

+

【解析】A.氟化氢是弱酸，电离过程吸收热量，则HF与NaOH溶液反应：H(aq)+OH(ac.)=H2O(l)\H

>-57.3kJ/mol,故A错误；B.氢气的燃烧热为285.5kJ/mol,指1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量

是285.5KJ,则水分解的热化学方程式为：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)A〃=+571kJ/mol,故B正确；C.lmolN2

和3moi比置于一密闭容器中充分反应后，该反应是可逆反应，消耗氮气的物质的量小于Imol,则最多可放

出的热量小于92.4kJ,故C错误；D.已知2«石墨,s)+Q(g)=28(g)A//-221kJ/mol,Imol石墨完全燃烧放

出的热量是大于H0.5KJ,则石墨的燃烧热大于H0.5kJ/mol,故D错误。

4.(双选)用。2生产某些含氯有机物时会产生副产物H。。利用反应a可实现氯的循环利用：反应a:

4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)A/7=-l15.6kJ/mol

498kJmol

K----,键断裂V©@7

已知：i.,

243kJ-mol

,

ii.H2O(g)=H2O(l)A/72=-44kJmor

二列说法不无琐的是()

A.反应a中反应物的总能量低于生成物的总能量

B.反应a中涉及极性键、非极性键的断裂和生成

C.4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(l)AH3=-159.6kJmoL

D.断开ImolH-0键与断开ImolH-Cl键所需能量相差约为31.9kJ

【答案】AC

【解析】A.由反应a:4HCl®+O2(g)=2C12(g)+2H2O(g)AH=-115.6kJ/mol,该反应为放热反应，即反应物

的总能量高于生成物的总能量，故A错误；B.由4HQ(g)+O2(g)=2cb(g)+2H20(g)可知，反应a中涉及极性键、

非极性键的断裂和生成，故B正确;C.根据盖斯定律可知,4HQ(g)+O2(g)=2Cb(g)+2H2O。)A7/3=-203.6kJmol-',

故选C;D.设H-0的键能为R,H-C1的键能为E2,由题意有

2m=££惭-工£成=(498+4£2)"/"/一(2乂243+4£|)以/帆。/=-115.6//小〃，则-E2=31.9AJ/〃?。/，故D不

选。答案选AC。

5.工业上处理含CO、SO?烟道气的一种方法是将其在催化剂作月下转化为S和CO?。已知：2CO(g)+O2(g)=2

CO2(g)A//=-566kJ/mol；S(s)+O2(g)=SO2(g)A〃=・296kJ/mol；则该条件下2co(g)+SOz(g)=S⑼+2COz(g)的

△〃等于()

A.-270kJ/molB.+26kJ/molC.-582kJ/molD,+270kJ/mol

【答案】A

【解析】已知：①2co(g)+O2(g)=2CO?(g)△〃=-566kJ/mol;②S(s)+O2(g)=SO2(g)A〃=-296kJ/mol,根据

盖斯定律，将①•②，整理可得2co(g)+SO2®=S(s)+2CO2(g)A.f7=-270kJ/mol,故合理选项是A。

。高频易错题

1.2moi金属钠和Imol氯气反应的能量关系如图所示，下列说法不正确()

AHi

2Na(s)+Cl^g)2NaCl(s)

AH：AH4

2Na(g)+2Cl(g)颂7

AH3AH5

2Na-(g)+2CT(g)型/2NaCl(g)

A.AZZ,<0,A//6<0

B.若Br2(g)=2Br(g)△小'，则A"/。"*

C.△M=A〃2+A，3+A"4+A，5+M6+

D.AH7<0,且该过程形成了分子间作用力

【答案】D

【解析】A.钠燃烧放热，气体物质的量减少，所以AMvO,A%<0,故A正确；B.Br-Br键的键能小于

C1-C1,若Br2(g)=2Br(g)A"/,则△/'(△小,故B止确;C.根据盖斯定律,△〃尸△修+4仆+^^+^岳+44+八%，

故C正确；D.气态氯化钠的能量大于固体氯化钠，所以A〃7<0,氯化钠是离子化合物，该过程形成了离子键，

故D错误；选D。

2.研究表明N20(g)与CO(g)在M作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，下列说法错误的是()

300.0

2OO.O-

100.0-

o.o-

-100.0-

-200.0-

-300.0■

-400.0-

-500.0-

A.未使用催化剂时，该反应的逆反应活化能为557.8kJ-mo「

B.催化剂参与的两步反应均为放热反应

c.N2o.CO、Ir+夺取。的能力依次增大

D.总反应的热化学方程式为N2O(g)+CO(g)=N2(g)+CO2(g)AH=-358.9kJmoL

【答案】C

【解析】A.根据历程，反应物总能量大于生成物的总能量，即该反应为放热反应，逆反应的活化能

358.9kJmor>+198.9kJmor'=557.8kJmor',故A说法正确；B.由图可知,在上催化下，两步反应能量均降

低，均为放热反应，故B说法正确；C.从NzO+f+CO到N2+IrO++CO,说明1广夺取。的能曷强于N?。，从

Nz+IrO,+C。至iJN2+CO2+f,说明CO夺取O的能力强于IrCT,故C说法错误；D.△”只与始态和终态有关,

与反应的途径无关，因此总反应的热化学方程式为N2O(g)+CO(g尸N2(g)+CO2(g)△〃=-358.9kJmoL,故D说

法正确；答案为C。

3.用与02化合生成NO是自然界固氮的重要方式之一、下图显示了该反应中的能量变化。

.放出1264kJ/mol能一

@@吸收498k,呼◎+⑹

二列说法不・正・♦确的是()

A.N三N键的键能大于0=0键为键能

B.完全断开ImolNO中的化学键需吸收1264kJ能曷：

C.该反应中产物所具有的总能量高十反应物所具有的总能量

D.生成NO反应的热化学方程式为：N2(g)+O2(g)=2NO(g)A//=+180kJ/mol

【答案】B

【解析】A.据图可知ImolN三N键断裂吸收946kJ的能量,Imol0=0键断裂吸收498kJ能量，即N三N键

的键能大于0=0键的键能，故A正确；B.据图可知由2moiN原子和2moiO原子形成2moiNO时放出1264kJ

能量，则完全断开2moiNO中的化学键才需吸收1264kJ能量，故B错误；C.烯变=断键吸收总能量-成键释

放总能量=946kJ/mol+498kJ/mol-1264kJ/mol=+180kJ/mol,烯变大于0则为吸热反应，所以该反应中产物所具

有的总能量高于反应物所具有的总能量，故C正确；D.该反应焰变为A〃=+180kJ/mol,结合图可知热化学方

程式为N2(g)+OKg)=2NO(g)A〃=T80kJ/mol,故D正确；综上所述答案为B.

4.(双选)HBi■被02氧化依次由如下I、H、III三步反应组成，其能量与反应进程的关系如图所示。

I.HBr(g)+02(g)=H00Br(g);

II.H00Br(g)+HBr(g)=2H0Br(g);

in.H0Br(g)+HBr(g)=H20(g)+Br(g)o

丁列说法正确的是()

A.反应I、n、in均为放热反应

B.反应I的速率最慢

C.升高温度可提高反应物中活化分子百分数，使反应速率增大

D.在该过程中，只有HOOBr一种中间产物

【答案】BC

【解析】A.据图可知第I步反应中反应物的能量低于生成物，为吸热反应，故A错误；B.据图可知反应

I的正反应活化能最大，所以反应I的反应速率最慢，故B正确；C.升高温度可以提供能量，使非活化分子吸

收能审变成活化分子，提高反应物中活化分子百分数，使反应速率增大，故C正确，D.该反应的反应物为HBr

和Q,生成物为H2O和&2,中间产物为HOOBr、HOBr共两种，故D错误；综上所述答案为BC。

5.煤燃烧排放的烟气含有SO?和NOx,会污染大气。采用NaClO、Ca(C10)2溶液作为吸收剂可同时对烟气进

行脱硫、脱硝，下列说法正确的是()

①SO2(g)+2OH-(aq)=SO3-(aq)+H2O(l)A//i=akJ/mol

②CIO(aq)+SOg-(aq)=SOK(aq)+C「(aq)A/A=bkJ/mol

@CaSO4(s)C'a2十(aq)+SOM(aq)△〃3=ckJ/mol

2+

©S02(g)+Ca(aq)+C10(aq)+2OH-(aq)=CaSO4(s)+H2O(l)+Cr(aq)A//4=dkJ/mol

A.随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐减小

B.反应①、②均为氧化还原反应

C.反应Ca(OH)2(aq)+H2SO4(aq)=CaSO4(s)+2H2O(l)的NH=-ckJ/mol

D.d=a+b+c

【答案】A

【解析】A.由反应①和④可知，随着吸收反应的进行，不断消耗61-，因此导致吸收剂溶液的pH逐渐

减小，A正确；B.反应①没有发生化合价的变化，不是氧化还原反应，B错误；C.反应Ca(OH)2(aq)+H2SO4(aq)

2++

=CaSO4(s)4-2H2O的离子方程式为：Ca+SOr+2OH-+2H-CaSO4l+2H2O,该离子反应不是反应③的逆反

应，因此A〃w-ckJ/mol,C错误；D.根据盖斯定律可知④二①十②•③，所以d=a+b-c,D错误；答案选A。

❷精准预测题

I.某科学家利用二氧化钠*0。在太阳能作用下将H2O、CO?转变成H?、CO0其过程如下：

mCeO2——等_>(m-x)CeO2-xCe+xO2

(m-x)CeO2xCe+xH2O+xCO2——警——>mCeO2+xH2+xCO

入列说法不正确的是()

H?(g)+y0j(g)

A.该过程中CeOz没有消耗

B.该过程实现了太阳能向化学能的转化

C.上图中△〃|=-(A〃2+A〃3)

D.上图中A〃]=A〃2+A〃3

【答案】D

【解析】A.将两个过程的反应加起来可得总反应为H2O+CO2-H2+CO+O2,反应中CeCh没有消耗，CeO2

作催化剂，A正确；B.该过程中在太阳能作用下将H2O、CO?转变为H?、C0,所以把太阳能转变成化学能,

B正确；C.由图中转化关系及盖斯定律可知：-△“尸△〃2+A〃3,即△4=-S%+A"3),C正确；D.根据盖斯定

律可知△M=(A”2+A〃3),D错误；故选D。

2.氨是一种重要的化工原料，主要用于化肥工业，也广泛用于硝酸、纯碱、制药等工业；合成氨反应为

N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)A//=-92.4kJ/molo实验室用加热NH4C1和Ca(OH)2固体混合物的方法制取少

曷氨气。下列有关合成氨反应的说法正确的是()

A.反应的AS>0

B.反应的A"=E(N-N)+3E(H-H)-6E(N-H)(E表示键能)

C.反应中每消耗1mol比转移电子的数目约等于2x6.02x1()23

D.反应在高温、高压和催化剂条件下进行可提高H2的平衡转化率

【答案】C

【解析】A.在合成氨反应中，生成物气体分子数小于反应物气体分子数，所以反应的ASuO,A不正确;

B.反应的△〃=反应物的键能总和•生成物的键能总和二£(N三N)+3仇H-H)-6E(N-H)(£表示键能)，B不正确；

c.由合成氨反应N2(g)+3H2(g)=2N%(g),可建立如下关系式：N2-3H2-6e-,则反应中每消耗Imol比转

移电子的数目约等于2moix6.02xl023molT=2x6.02xl023,c正确；D.合成氨反应为放热的可逆反应，高温可

加快反应速率，但会使平衡逆向移动，不能提高H?的平衡转化率，使用催化剂只能改变反应速率，但不能改

变的平衡转化率，也就不能提高出的平衡转化率，D不正确；故选C。

3.己知&g)+H2(g)TCH3cH2cHKg)AH=-157kJ/molo已知环丙烷(g)的燃烧热A"=-2()92kJ/mol,丙烷(g)的燃

烧热A〃=-2220kJ/mol,Imol液态水蒸发为气态水的管变为A"=+44kJ/mol。则2moi氧气完全燃烧生成气

态水的AH(kJ/mol)为()

A.-658B.-482C.-329D.-285

【答案】B

【解析】己知反应①为八(g)+%(g)TCH3cH2cH3(g)A//,=-157kJ/molo反应②：/\(g)+4.5O2(g)=3CO2®+3

H2O(I)A//2=-2092kJ/mol,反应③：CH3CH2CH3(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)A//3=-2220kJ/mol,变化

@H2O(1)=

H2O(g)AH4=+44kJ/mol,则按盖斯定律，反应①-反应②+反应③+变化④得到反应：

H2(g)+0,5O2(g)=H2O(g),△止A，「A“2+A〃3+A，4=-2RkJ/mol,则2moi氢气完全燃烧生成气态水的热化学方程

式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O

(g)A//=-482kJ/mol,B正确；答案选B。

4.在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为

反应I:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)AH=-164.7kJ/mol

反应II：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AA7=41.2kJ/mol

反应HI:2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)A//=-247.1kJ/mol

向恒压、密闭容器中通入ImolC02HI4moi%,平衡时CH4,CO、CQ的物质的量随温度的变化如图所示。

下列说法正确的是()

77c

c(CH.)

A.反应I的平衡常数可表示为K=C(CO,)/(H,)

B.图中曲线B表示CO的物质的吊:随温度的变化

C.提高C02转化为CHq的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂

D.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)的A^=-205.9kJ/mol

【答案】C

【解析】A.化学平衡常数是生成物浓度察之积与反应物浓度塞之积的比值，反应I的平衡常数为K=

喘,I*?，故A错误；B.反应物CO?的量逐渐减小，故图中曲线A表示CO2的物质的量变化曲线，

c（CO2）c（H2）

由反应n和in可知，温度升高反应n正向移动，反应in逆向移动，co的物质的量增大，故曲线c为co的物质

的量变化曲线，则曲线B为CH4的物质的量变化曲线，故B错误；c.反应I为放热反应，反应n为吸热反应，

降低温度有利于反应I正向移动，反应II逆向移动，即可提高CO2转化为CH4的转化率，所以需要研发在低温

区高效的催化剂，故C正确;D.-（反应11+反应HI）得到目标反应,则CH£g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）的八〃=-

[41.2kJ/mol+（-247.1kJ/mol）]=205.9kJ/mol,故D错误；故答案为C。

5.（双选）科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气催化重整制氢反应机理时，得到甲醇在Pd（IH）表面发生

解离时四个路径与相对能量关系如图所示，其中附在Pd（ni）表面的物种用*标注。下列说法正确的是（）

过渡亳2

：~\过渡过渡;64

100过标毒I：

80i，•

:\（2）；

60④

-40

O20

E0CHQf\：；

-...................................

2-20

«

1-440

CH,OH*

-80

100

120

COe*4H*

A.Pd（in）能改变反应历程，从而改变化学反应速率

B.该历程中反应速率最快的是路径①

C.该历程中能垒（反应活化能）最大的是路径②

D.由此历程可知：CH2O*+2H=CHO*+3H+A//<0

【答案】AD

【解析】A.Pd（IH）是该反应的催化剂，催化剂能改变反应的活化能，能改变反应历程，从而改变化学反应

速率，故A正确；B.活化能为反应物的总能量与过渡态能城之差，反应需要的活化能越小，反应进行的越快，

反应速率越快，根据图示，路径③的活化能最小，反应速率最快，故B错误；C.活化能为反应物的总能量与

过渡态能量之差，由图可以看出，过渡态I发生的反应活化能最大该历程中能垒（反应活化能）最大的是路径①,

故C错误；D.根据图示，C%。，和2H•总能量大于CHO.和3H•总能量，则该反应历程为放热反应，△〃<（）,

故D正确；答案选AD。

6.多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的，我国学者研究发现TP时，甲醇（CH^OH）与水在

铜基催化剂上的反应机理如图所示:

F列说法中正确的是()

A.反应I的热化学方程式为CHQH(g)+H2O(g)=2H2(g)+CO(g)A//>0

催化剂

B.总反应为CHCHg)+Hqg)-3也g)K〕qg)bH>0

C.从提高转化率的角度考虑，应选择高温高压的条件

D.优良的催化剂降低反应的活化能，并减小提高了反应速率

【答案】B

【解析】A.据图可知反应I的实质是CH30H分解分解生成和CO,水没有参与，A错误；B.据图可知

反应1中CH30H分解分解生成片和CO,反应II中H2O和CO反应生成CO?和H2,且生成物的能量高于反应

物，为吸热反应，所以总反应为GHjO(g)+Hqg)匪"蚓3叱g)+CQ(g),△">(),B正确；C.该反应为气体系

数之和增大的反应，高压不利于平衡正向移动，C错误；D.催化剂可以降低反应活化能，但不能改变焙变，

D错误；综上所述答案为

7.(双选)我国科研人员在银催化筒单烷烧的区域选择性方面取得了重要突破，有效克服烷烧C—H键的惰性

并实现其区域选择性活化。一种对烷燃C-H键的选择性插入反应进程如图所示。下列说法正确的是()

A.I、II、III三种物质中，最稳定的是I

B.总反应速率取决于由中间体I生成中间体2的一步

C.升高温度三个反应的速率均加快，有利于提高烷炫的转化率

D.催化剂对化学反应具有选择性，生成不同产物的同时改变了反应的熔变

【答案】AB

【解析】A.物质能量越低越稳定，I、H、in三种物质中I最稳定的是，A正确；B.化学反应的速率取决于

历程中反应慢的过程，中间体1生成中间体2的反应为吸热反应且活化能最高，决定了总反应的速率，B正

确；C.三个反应都为放热反应，升高温度，反应向逆反应方向移动，烷燃的转化率降低，C错误；D.催化剂

具有选择性，只影响化学反应速率，但不改变反应的熔变，D错误；故选AB。

8.1,2.丙二醇（CH2OHCHOHCH3）单分/解离反应相对能量如图所示。解离路在包括碳碳链断裂解离和脱

水过程。下列说法错误的是（）

相

对

CHOHCHOH+€H85.1

能23

量

CHOH

反应历程

ab

A.产十时"乩中，断裂a处碳碳键比b处碳碳键所需能量低

OHOU

B.1,2.丙二醉单分子解离脱水过程均为吸热反应

C.从能量的角度分析，TS1路径的速率比TS3、TS4路径快

D.产物丙酮比内烯醵［CH3cH=CHOH和CH3c（OH尸（2凡］更稳定

【答案】B

ab

【解析】由图可知，断裂?1十?1十口入中的2处化学键需要83.7内的能量，断裂b处碳碳缝所需能量为

OHOH

85.1kJ的能量，TS1路径吸收66.8U的能量，得到的CHKOH）C=CH2和水的相对能量为14.3kJ,TS2路径吸

收68.9kJ的能量,得到的丙酮和水的相对能量为-8.6kJ,TS3路径吸收70.4kJ的能量,得到的CH3cH=CHOH

和水的相对能量为8.4kJ,TS4吸收71.8kJ的能量，得到的CH3cgH尸CH?和水的相对能量:为3.1kJ的能量。

A.由图可知，断裂a处碳碳键所需能最为83.7kJ,断裂b处碳碳键所需能量为85.1kJ,故A不符合题意；

B.由图可知，1,2-丙二醇单分子解离脱水生成丙酮为放热反应，故B符合题意；C.由图可知，TS1路径比

TS3、TS4路径吸收的能量低，活化能低，所以TS1路径反应速率更快，故C不符合题意；D.由图可看出产

物丙酮能量最低，丙酮比丙烯醉［CH3cH=CHOH和CH3c（OH）=CH?］更稳定，故D不符合题意；答案选

9.（双选）CH3cH2cH3的氯化、滨化反应势能图及产物选择性如下图，下列叙述错误的是（）

A.丙烷中仲氢(一©也一)比伯氢(一CH?)活性强

B.升高温度CH3cH2cH3与Cl•反应速率加快、与Br•反应速率减慢

C.以CH3cH2cH3为原料合成2-丙醇时，溟化反应比氯化反应产率更高

D.HC1和HBr的键能差=八月「人〃3

【答案】BD

【解析】A.从图中可以看出，CH(CH3)2的产率比CH3cH2cH2•的产率高，则表明丙烷中仲氢(一CH?-)

比伯氢(-CH。活性强，A正确；B.升高温度，不管是吸热反应还是放热反应，反应速率都加快，B错误；

C.从图中可以看出，以CH3cH2cH3为原料，澳化反应比氯化反应生成CH(CH3)2的产率要高限多，所以由

CH3cH2cH3为原料合成2-丙解时，浪化反应比氯化反应产率更高，C正确；D.依据盖斯定律可得：

HCl-Br=HBr+CI-bH=bH、-NH\,则HCI和HBr的键能差=八，3，,，D错误；故选BD。

10.请回答下列问题：

⑴已知化学反应N2+3H2=2NH3的能量:变化如图所示，

小

能l*olN+3»olH

量

E

增

加

(l)lmolN和3molH生成ImolNHKg)是___________能量的过程(填“吸收”或“释放”)。

13

(2)~N2(g)+-H2(g)=NH3(g)；△"=o

(3)N?(g)和H2(g)生成NH3(1)的热化学方程式为o

(II)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的

方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式：

Fe2Os(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)A//=-24.8kJ/mol

3Fe2O3(s)+CO(g)==2Fe3O4(s)+CO2(g)AH=-47.2kJ/mol

Fe3()4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)A//=+640.5kJ/mol

写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式：

【答案】⑴(1)释放

(2)(a-b)kJ/mol

(3)N2(g)+3H2(g尸2NH3。)A/7=2(a-b-c)kJmol-'

(II)FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g：iA//=-218kJ/mol

【解析】⑴(1)由图可以看出，ImolN和3molH的总能量大于ImolNh®的能量，则生成N%(g)的过程

为释放能量的过程；Q)由图可以看出，；molN2®和5H2®化学键完全断开生成ImolN和3moiH需要吸收

I3

akJ热量，而1molN和3molH形成ImolN%(g)需要放出能量为bkJ,则-N2(g)+-H2(g)=NH3(g)A/7=(a-

13

b)kJ/Tnol;(3)由(2)可知—N2(g)+-H2(g)=NH3(g)A/7=(a-b)kJ/mol,而Imol的N%(g)转化为imol的N%。)放

J乙

出的热量为CkJ,所以有)N2(g)+,H2(g)=NH3(l)A"=(a-b-c)kJ/mol,即N乂g)和H?(g)生成N%⑴的热化学

方程式为N2(g)+3H2(g)=2NH3(l);A/7=2(a-b-c)kJmol«；(II)FeO(s)与CO反应生成Fe(s)和CO2的化学方程式为

FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g);且①Fe2C)3(s)+3CO(g)==2Fe⑸+3CC)2(g)A〃=-24.8kJ/mol,@3Fe2O3

(s)+CO(g)==2Fe3O4(s)+CO2(g)AH=-47.2kJ/mol,@Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)AH=+640.5kJ/mol,根

据盖斯定律，(①x3-②-③x2)+6可得FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)则△//=

(-248kJ/mH)、3-(Y72)/m»(+640.5kJ/m°Dx2一侬如叫即CO气体还原FeO固体得到Fe固体和C02

气体的热化学反应方程式为FeO(s)+CO(g尸Fe(s)+CCHg)M=-218kJ/mol。

【点评】应用盖斯定律进行简西计算的基本方法是参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热

化学方程式(一般2〜3个)进行合理，变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得

到目标热化学方程式，求出1=1标热化学方程式的△〃与原热化学方程式之间的换算关系。

H.为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的反应热，并采取相应措施。化学

反应的反应热通常用实验进行测定，也可进行理论推算。

(1)实验测得，5g液态甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量，试写出

甲醇燃烧的热化学方程式o

Q)今有如下两个热化学方程式：则ab(选填”＞二“v”或“=”)

1

H2(g)+-O2(g)=H2O(g)△〃尸akJ/mol

1

H2(g)+］。2值尸比0(1)A//j=bkJ/mol

(3)由气态基态原子形成Imol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是

反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。

化学键H-HN-HN=N

键能/kJmoL436391945

已知反应N2(g)+3H2(g)-2NH3®A//=akJ/moI.试根据表中所列键能数据估算a的值：。

(4)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的反应热进行推算。

1

已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)AHi=-393.5kJmol-

1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)A〃2=-571.6kJmol-

2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)A，3=-2599kJmol7

根据盖斯定律，计算298K时由C(s)和H?(g)生成ImolC2H魂)反应的反应热△"=。

【答案】(1)2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)A^=-1452.8kJ/mol

(2)>

(3)-93

(4)+226.7kJmor1

【解析】(l)5g液态甲醇在氧气口充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出U3.5kJ的热昂:，则Imol甲

113.5"，32g

醇(Hl32g甲醇)充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出-----------=726.4kJ的热量，2moi甲醉充分

燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出726.4kJx2=1452.8kJ的热量，所以甲醇燃烧的热化学方程式为

2CH,0H(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(I)A//=-1452.8kJ/mol0⑵气态水转化为液态水要放出热量，由于放热反应

的反应热为负值，则a>b;(3)A〃=反应物的总键能-生成物的总键能，Nz®+3HKg)-2NH3(g)

-,-1_1_|_1

A//=945kJ,11101+436^,molx3-39ikJ,mol><6=-93kJ-mol=akJinol,因此a=-93;(4)已知：(l)C(s)+O2(g)=CO2

(g)A//i=-393.5kJmol",,②2H2伍)+02盘)=2匕0(1)A〃2=・571.6kJmo「，③2c2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)

A〃3=-2599kJmolT,根据盖斯定律，[①x4+②-③]+2得到反应的热化学方程式为:2C(s)+H2(g)=C2H£g)