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文档简介
试卷第=page11页,共=sectionpages33页试卷第=page11页,共=sectionpages33页考点8反应热学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.(2026·江苏镇江·模拟预测)制备羰基硫的反应:。下列说法正确的是A.已知该反应在高温条件下能自发进行,则B.该反应的平衡常数C.反应的(表示键能,相关物质的结构式分别为O=C=O、H-S-H、S=C=O、H-O-H)D.高温或使用催化剂均可提高的平衡转化率2.(2026·重庆·二模)在时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:
则
为A. B.C. D.3.(2026·浙江·二模)卤化铵()的能量关系如图所示,下列说法正确的是A. B.C.相同条件下,的比的大 D.相同条件下,的比的大4.(2026·广东·模拟预测)一种电催化装置如图所示,它可将CO2转化为HCOOH。电极上用Bi作催化剂所发生反应的历程如图b,下列说法不正确的是A.电解一段时间后,M区附近溶液的pH变小B.捕获22gCO2理论上可生成1molHCOOHC.是决速步骤D.生成HCOOH的反应为放热反应5.(2026·福建·一模)1,3-丁二烯与溴水发生反应:i.(g)+Br2(aq)(l)
ii.(g)+Br2(aq)(l)
不同温度下、相同反应时间内,反应体系中产物比例如下表。温度/℃反应i产物/%反应ii产物/%5446602080已知:反应ii产物更稳定。下列说法正确的是A.焓变:B.活化能:反应i<反应iiC.键能:(中的π键)D.二烯烃均能与溴水反应生成2种二溴代物6.(2026·广东·一模)在标准状况下,1mol离子晶体完全分离成气态阳离子、阴离子所吸收的能量可以用(U)来表示,是离子晶体,其(U)的实验值可通过玻恩—哈伯热力学循环图计算得到。下列说法不正确的是已知
;
A.B.键能为C.D.Li第一电离能7.(2026·河北沧州·一模)路径I与路径Ⅱ(分别为HCOOH在无催化剂和催化剂作用下分解成CO和)的能量变化与反应历程如图所示:下列说法错误的是A.HCOOH分解的总反应是放热反应B.在作用下HCOOH分解总反应的下降C.HCOOH的分解速率:路径Ⅱ>路径ID.CO的平衡产率:路径Ⅱ=路径I8.(2026·新疆·一模)以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法,其流程如图所示。相关反应的热化学方程式:反应I:;反应Ⅱ:;反应Ⅲ:。下列说法错误的是A.该过程实现了太阳能到化学能的转化B.该过程仅有对总反应起到了催化剂的作用C.总反应的热化学方程式为D.该过程降低了水分解制氢反应的活化能9.(2026·重庆·二模)工业制备白磷常利用总反应:,而此反应为碳还原为,却参加反应,为寻找原因,在上述反应的反应温度下,给出下列分反应方程式:Ⅰ.
;Ⅱ.
。下列说法有误的是A.主反应的熵变,且在该温度下总反应的B.在的参与下,使得主反应的小于0,促使反应正向自发进行C.设白磷中某一P-P键的键能为E,则形成1mol白磷时放热为6ED.反应Ⅱ参加反应的物质中有离子晶体和共价晶体10.(2026·江西九江·一模)在固溶体催化作用下转化为的一种反应机理及其反应历程能量变化如图所示(其中吸附在固体催化剂表面的物质用*表示,TS表示过渡态)。下列说法不正确的是A.催化加氢制的总反应是放热反应B.催化过程中氧空位快速形成有利于提高催化效率C.该反应机理的决速步骤为②D.该反应历程中有极性共价键的断裂与形成11.(2026·江西·一模)和在催化剂Pt表面制甲醇的反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注,TS代表过渡态,)。下列叙述不正确的是A.物质在催化剂表面解除吸附的过程为吸热过程B.速控基元反应的活化能为1.48eVC.D.把催化剂换成镍,所得反应历程与图示相同12.(2026·内蒙古包头·一模)氨合氯化镁固体可用于储存,其释放的反应历程与能量如图所示。下列说法正确的是A.B.相同条件下,反应I的速率大于反应ⅡC.氨合氯化镁释放时破坏离子键、配位键D.低温、高压有利于吸收二、多选题13.(2026·山东菏泽·一模)甲酸有两种可能的分解反应,一定温度下,使用某催化剂时的反应历程如下图所示。下列说法错误的是A.反应①为吸热反应,反应②为放热反应 B.该条件下甲酸中比更易断裂C.低温时,反应①的选择性比反应②低 D.升温,反应②速率增大的程度大于反应①三、解答题14.(2026·江苏南通·一模)氢气是一种清洁能源,其制取与储存是氢能源的研究热点。(1)以镧铁载氧体通过分步反应循环制取合成气(CO,)和,其制备原理如图1所示,转化Ⅰ中可以全部或部分转化为。①如图1中所示转化的总反应方程式为___________。②若的物质的量为0.1mol,转化Ⅰ反应一段时间后镧铁载氧体的晶胞如图2所示,则转化Ⅰ理论上生成___________mol。③将晶体内的部分用其他金属离子代替得到新载氧体,从而改变载氧体的催化性能。如用ⅡA元素(用R表示)代替后得到(部分Fe元素的化合价大于价),在消耗相同物质的量载氧体的情况下,生成的量___________(填“变多”“变少”或“不变”)。从保持晶体结构稳定性的角度出发,应具有的结构特点是___________。(2)利用甲苯()和甲基环己烷()的相互转化可以实现氢气的存储与再生。甲基环己烷再生氢气发生的主反应为:
,反应中还有副反应发生。反应过程中含碳物种的变化如图3所示。①已知键能:、、、。能否根据以上键能估算反应的,如果能则列出算式,如果不能则说明理由:___________。②一定条件下,1mol甲基环己烷反应共制得2.98mol,则同时得到的甲烷的物质的量为___________mol。③已知甲基环己烷再生氢气反应的平衡常数(K)与温度的关系如图4所示。在压强和反应时间一定的条件下,为获得较高产率的甲苯,需研发___________。15.(2026·湖南常德·一模)氢能产业链包含制氢、储氢等环节。制氢:利用太阳能光催化分解水可制备氢气,过程如图,可见光在催化剂表面可产生电子和带正电荷的空穴。(1)该制氢过程中,能量转化的形式为___________。(2)相关键能如下表:化学键键键键键键能()462.8497.3436.0142请写出水蒸气光催化反应的热化学方程式___________。储氢:钛锰系储氢合金常温下能快速吸放氢气,是最具前景的储氢合金之一、某钛锰系合金储氢过程如下:
。不同温度下向体积相同的刚性密闭容器中分别加入一定量的及足量的,起始压强均为,反应5分钟时测得的转化率与温度的关系如图所示。(3)下反应5分钟时,该反应是否达到平衡状态___________(填“是”或“否”),用的压强变化表示该温度下前5分钟的反应速率为___________。(4)时,达到平衡时氢气转化率为3%,反应的压强平衡常数___________(以平衡分压代替物质的量浓度计算,保留两位小数)。在该温度下,若将容器体积缩小为原来的一半,重新平衡后体系内氢气的压强___________(填“增大”或“不变”或“减小”)。(5)相比钛锰系储氢合金,镁基储氢材料储氢量更大,但该材料放氢开始较快,一段时间后变得缓慢。请你结合与反应放氢的化学方程式分析产生上述现象的原因___________,为提升的制备效率,可加入下列物质中的___________(填字母)避免上述现象的发生。A.
B.16.(2026·山东潍坊·一模)碳酸镁应用广泛,MgCO3/MgO循环在CO2捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用MgCO3与H2反应生成CH4的路线,主要反应如下:Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
恒压条件下,按2molH2(g)和2molMgCO3(s)投料反应,低于360℃时反应Ⅲ可忽略。反应物(MgCO3、H2)的平衡转化率和生成物(CH4、CO2)的选择性随温度变化关系如图。已知:含碳生成物选择性。回答下列问题:(1)已知:H2(g)、CH4(g)燃烧热分别为、,
,则___________kJ·mol-1(用a、b和c表示);反应Ⅰ的吉布斯自由能随温度T的变化趋势是___________(填标号)。A.
B.
C.
D.(2)丁曲线所示物种为___________(填化学式),提高CH4平衡产率可采取的措施为___________(填一种即可)。(3)550℃时达到平衡后,体系中H2O的物质的量___________mol,该温度下反应Ⅲ的平衡常数___________。(4)300℃时达平衡后,压缩容器体积,重新达平衡后,CH4和CO2的物质的量之比___________(填“增大”“减小”或“不变”),450℃后曲线乙下降的原因可能是___________。17.(2026·安徽合肥·一模)丙烯是石油化工中最重要的基础化合物之一,工业上主要通过丙烷直接脱氢和氧化脱氢两种方法制备丙烯。Ⅰ.丙烷直接脱氢法涉及的主要反应如下,其中反应②产生的积碳会影响催化剂活性和稳定性。反应①:
反应②:
(1)已知键能如下,则_______化学键键能()416436347610(2)一定温度下,使用两种不同催化剂发生丙烷直接脱氢的反应历程如下图所示,其中_______(填“催化剂1”或“催化剂2”)的活性更高。使用催化剂1时,反应的最大能垒为_______。(3)590℃时,将的混合气通入反应器中,在催化剂作用下只发生上述两个反应。达平衡时丙烷的转化率为30%,丙烯的选择性为90%,若此时容器内气体总压为p,则上述反应①的分压平衡常数_______(列出计算式,用含有p的式子表示,的选择性)。Ⅱ.氧化丙烷脱氢法。主要反应:(4)与丙烷直接脱氢相比,氧化丙烷脱氢可提高催化剂的稳定性和反应活性,可能是发生了_______反应(写出反应方程式)。(5)和通过吸附在催化剂的活性位点发生反应。①键解离能是指断裂分子中某个特定键所需的能量。和在铬氧化物催化剂上的反应机理如下图所示,由图可知,丙烷()中,a、b两处键解离能a_______b(填“>”、“<”或“=”)。②一定温度和催化剂下,改变进气比,转化率变化如下图所示。当时,随的增多,转化率减小,原因可能是_______。答案第=page11页,共=sectionpages22页答案第=page11页,共=sectionpages22页《考点8反应热》参考答案题号12345678910答案ABCBBDBBCC题号111213答案DDBC1.A【详解】A.反应在高温下自发进行且,根据,需,A正确;B.平衡常数应为生成物浓度积除以反应物浓度积,即,选项写反,B错误;C.等于断裂键能总和减形成键能总和,正确表达式应为,选项符号错误,C错误;D.高温可提高平衡转化率(因反应吸热),但催化剂只加速反应速率,不改变平衡位置和转化率,D错误;故选A。2.B【详解】①;②;③;根据盖斯定律,得到,因此;故答案选B。3.C【详解】A.卤化铵的分解为吸热反应,ΔH2对应的为HX化学键断裂过程,断裂化学键吸收热量,焓变也为正值,则ΔH1>0、ΔH2>0,A错误;B.根据盖斯定律,总反应的焓变满足:,即,B错误;C.为断裂键的焓变,断键吸热,。原子半径小于,键的键能大于键,断裂键吸收的能量更多,因此相同条件下,的比的大,C正确;D.ΔH4为NH3(aq)与H+(aq)反应生成(aq)的焓变,与卤素原子种类无关,D错误;故选C。4.B【分析】根据图示,M区水失电子放出氧气和H+,M区是阳极区,电极II为阳极,则N极区是阴极区,电极I为阴极,阴极区二氧化碳在酸性条件下还原为甲酸,同时消耗H+;据此解答。【详解】A.M区生成H+,pH变小,A正确;B.根据碳原子守恒,1molCO2生成1molHCOOH,则22gCO2生成HCOOH的物质的量为,B错误;C.如图b所示,能垒最大,是决速步骤,C正确;D.如图b所示,反应物能量大于产物能量,则生成HCOOH的反应为放热反应,D正确;故答案为B。5.B【详解】A.产物越稳定,对应反应放热越多,已知反应ii产物更稳定,故,又因两者均为放热,因此,A错误;B.低温下反应i产物占比更高,说明低温时反应i速率更快,在相同温度下,反应速率越快则活化能越低,因此活化能:反应i<反应ii,B正确;C.由反应i可知,该反应为放热反应,则反应物断键吸收的热量[]小于形成生成物成键释放的热量[],即,C错误;D.若为1,4-戊二烯(),与溴水加成时,只生成4,5-二溴-1-戊烯,产物种类只有1种,D错误;故答案选B。6.D【详解】A.由图可知,和结合为放出的能量为,而代表的是完全分离成和所吸收的能量,A正确;B.的键能为变为吸收的能量,由图可知,为,B正确;C.由已知可得,C正确;D.第一电离能为气态基态原子失去一个电子变为气态基态正离子所吸收的能量,代表变为吸收的能量,即所以。由图可知,所以,D错误;故选D。7.B【详解】A.由图可知,HCOOH的能量高于CO和的总能量,故HCOOH分解成CO和的反应是放热反应,A项正确;B.催化剂只改变活化能从而改变反应速率,但不影响反应的,B项错误;C.由图可知,路径Ⅱ加入了反应的催化剂,降低了反应活化能,加快反应速率,所以HCOOH的分解速率:路径Ⅱ>路径I,C项正确;D.催化剂只改变活化能从而改变反应速率,但催化剂不能改变反应物平衡转化率,路径Ⅱ和路径ICO的平衡产率相等,D项正确;故答案选B。8.B【详解】A.据图可知,该过程利用太阳能将水分解为氢气和氧气,实现了太阳能到化学能的转化,A正确;B.SO2和均起催化作用,B错误;C.根据盖斯定律,目标反应=2×(反应Ⅰ+反应Ⅱ+反应Ⅲ),则ΔH=2×(ΔH1+ΔH2+ΔH3)=2×(-213+327+172)=+572kJ・mol-1,总反应的热化学方程式符合事实,C正确;D.该流程通过分步反应实现水的分解,催化剂的作用就是降低反应的活化能,使原本难以直接发生的反应在太阳能驱动下顺利进行,D正确;答案选B。9.C【详解】A.总反应中生成CO,气体分子数增加,ΔS>0,根据盖斯定律,总反应ΔG=反应I+6×反应II,则ΔG=ΔG1+6ΔG2=117kJ/mol+6×(-92kJ/mol)=-435kJ/mol,A正确;B.反应Ⅰ的ΔG1>0,不自发进行,加入SiO2后发生反应Ⅱ的ΔG2<0,使总反应ΔG<0,反应能够自发进行,B正确;C.白磷(P4)有6个P-P键,但白磷是磷元素的标准态,其标准生成焓=0kJ/mol,而键能E>0,故形成1mol白磷时放热6E≠0,与标准生成焓矛盾,C错误;D.反应Ⅱ中CaO为离子晶体,SiO2为共价晶体,D正确;故答案为C。10.C【详解】A.从能量变化图可知,反应物+的总能量高于生成物的总能量,因此总反应是放热反应,A正确;B.氧空位是催化过程中的活性位点,其快速形成能为反应提供更多的活性中心,从而提高催化效率,B正确;C.决速步骤是反应历程中活化能最大的步骤。从能量图中可以看出,各过渡态的活化能分别为:为0.75eV,为0.96eV,为0.75eV,则为决速步骤,对应反应③,C错误;D.反应历程中,反应物和中C=O极性键、H-H非极性键发生断裂,生成物中形成新的C-O、O-H、C-H极性键,D正确;故答案选C。11.D【详解】A.吸附态能量为,解除吸附后气态能量为,能量升高,因此解除吸附过程吸热,A正确;B.速控基元反应是活化能最大的一步,活化能=过渡态能量-该步反应物能量,计算得各步活化能,最大活化能为对应步骤,,因此速控步活化能为,B正确;C.总反应的反应物相对能量为,产物相对能量为,计算反应的:,C正确;D.和的催化机理不同,所以换催化剂后所得反应历程与图示不相同,D错误;故选D。12.D【详解】A.该反应是释放反应的逆反应,由图可知反应物总能量高于生成物总能量,为放热反应,,A错误;B.反应活化能越大反应速率越小,反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ,故反应Ⅰ的速率小于反应Ⅱ,B错误;C.氨合氯化镁中与通过配位键结合,释放时仅破坏配位键,阴阳离子间的离子键未被破坏,C错误;D.吸收的反应为气体分子数减小的放热反应,低温、高压均能使平衡正向移动,有利于吸收,D正确;答案选D。13.BC【详解】A.由图像反应的始态和终态可知,反应①为吸热反应,反应②为放热反应,A正确;B.由图可知,反应①中断裂键需要吸收的能量低于反应②中断裂键需要吸收的能量,则该条件下甲酸中比更难断裂,B错误;C.低温时,活化能小的反应更易进行,由图可知,反应①的最大活化能低于反应②的最大活化能,因此低温时更容易发生反应①,即低温时反应①的选择性比反应②高,C错误;D.升温时,反应①和反应②反应速率均增大,反应②选择性增大,故反应②速率增大的程度大于反应①,D正确;故答案选BC。14.(1)0.1变多半径与相当(2)不能,甲苯苯环中的碳碳键介于单键和双键之间,不存在纯粹的碳碳双键0.02在650-700K下选择性高、催化活性好的催化剂【详解】(1)①由图可知,反应物为和,生成物为和,总反应为;②的晶胞图中包含(位于晶胞顶点,共个)、或(位于晶胞内部,共1个)和(有5个位于面心,共个),的在转化过程中脱去了的用于生成,同时中的H被还原为,生成的物质的量为的2倍,即生成;③用ⅡA族元素替代部分后,部分Fe元素的化合价大于价,转化Ⅰ中铁可获得更多电子,生成的量变多;为保持晶体结构稳定,应具有与相当的离子半径;(2)①甲苯苯环中的碳碳键介于单键和双键之间,是一种独特的键,不存在纯粹的碳碳双键,因此无法根据以上键能估算反应的;②若不考虑副反应,甲基环己烷可得,甲苯生成苯和甲烷需消耗,甲苯转化为苯和二甲苯不消耗也不生成,设有甲苯发生生成甲烷的副反应,则该副反应消耗氢气,生成甲烷,故有,即,对应生成甲烷;③由图可知,lgK随温度升高而增大,则甲基环己烷生成氢气的反应是吸热反应,升高温度平衡右移,有利提高甲苯产率。同时温度高于700K时,平衡常数K>105,反应基本完全,但温度过高,副反应也随之增多,甲苯的产率下降。温度在650-700K时,反应的平衡常数已较高,可获得较好的产率,则在压强和反应时间一定的条件下,需要研发在650-700K下活性高、选择性好的催化剂,促进主反应的同时减少副反应的发生。15.(1)光能转化为化学能(或太阳能转化为化学能)(2)
或
(3)否0.015或(4)0.04不变(5)因为,覆盖在表面阻碍反应进行B【详解】(1)该制氢过程利用太阳光光催化分解水,将太阳能转化为化学能,因此能量转化形式为光能转化为化学能(或太阳能转化为化学能);(2)水蒸气光催化反应的化学方程式为2H2O(g)=2H2(g)+O2(g),根据键能计算反应焓变:ΔH=4×462.8kJ·mol−1−(2×436.0kJ·mol−1+497.3kJ·mol−1)=+481.9kJ·mol−1,也可写为
;(3)28℃时反应5分钟,氢气转化率随温度升高而增大,说明此时反应仍在正向进行,未达到平衡状态,故填“否”;起始压强为5.0MPa,氢气转化率为1.5%,压强变化为5.0MPa×1.5%=0.075MPa,反应速率为0.075MPa÷5min=0.015MPa/min(或1.5×10−2MPa/min);(4)60℃时氢气转化率为3%,起始压强5.0MPa,平衡时p(H2)=5.0MPa×(1−3%)=4.85MPa,反应TiMn2(s)+2H2(g)⇌TiMn2H4(s)的平衡常数Kp==0.04MPa−2;该反应中只有氢气是气体,平衡常数Kp仅与温度有关,温度不变时Kp不变,因此容器体积缩小后,氢气分压保持不变;(5)MgH2与H2O反应的化学方程式为,生成的Mg(OH)2覆盖在MgH2表面,阻碍反应物接触,导致反应后期速率缓慢;NH4Cl溶于水呈酸性,可溶解Mg(OH)2覆盖层,避免反应受阻,故选B。16.(1)(b+2c-4a)D(2)增大压强或降低温度(3)0.8(4)增大450℃后以反应Ⅲ为主,升温反应Ⅲ平衡正向移动,CO2选择性降低【详解】(1)根据燃烧热定义:①②④利用盖斯定律,由4×①-②-2×④可得反应Ⅱ:=(b+2c-4a);反应Ⅰ:
,。吉布斯自由能,随温度T升高,下降,且低温时>0,高温时<0,对应图像为D。(2)低于360℃时反应Ⅲ可忽略。分析图像,曲线乙和曲线丁的变化趋势相反,存在竞争关系,升高温度,反应Ⅰ为吸热反应,的选择性会增大,的转化率增大,则甲代表的转化率;反应Ⅱ为放热反应,的选择性会减小,的转化率减小,则丙代表的转化率,所以曲线乙为的选择性,曲线丁为的选择性;反应Ⅱ为放热的体积减小的反应,可采取增大压强或降低温度提高的平衡产率。(3)550℃时,由图可知的转化率为100%,则只发生反应Ⅱ和反应Ⅲ。根据图中所给信息:的选择性为70%,的选择性为10%,三段式:平衡时的物
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