第28讲 化学能与热能（解析版） 高考化学【一轮·夯实基础】复习精讲精练

备战2023年高考化学【一轮·夯实基础】复习精讲精练第28讲化学能与热能【复习目标】1．了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。2．了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3．了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。4．了解焓变与反应热的含义。5．理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。6．了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。【知识精讲】考点一反应热、焓变1．化学反应的实质与特征(1)实质：反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。(2)特征：既有物质变化，又伴有能量变化，能量的变化通常主要表现为热量的变化，也有光能和电能等。2．反应热和焓变(1)反应热：在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。(2)焓变：在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于焓变，其符号为ΔH，单位是kJ/mol(或kJ·mol－1)。3．放热反应和吸热反应(1)化学反应放热和吸热的原因判断依据放热反应吸热反应反应物总能量与生成物总能量的相对大小反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键的关系生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量ΔH的符号ΔH<0(“－”号)ΔH>0(“＋”号)反应过程图示【注意】①过程(包括物理过程、化学过程)与化学反应的区别，有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应。如水结成冰放热，但不属于放热反应。②化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O在常温常压下即可进行。(2)记忆常见的放热反应和吸热反应放热反应吸热反应常见反应①可燃物的燃烧②酸碱中和反应③金属与酸的置换反应④物质的缓慢氧化⑤铝热反应⑥大多数化合反应①弱电解质的电离②盐类的水解反应③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应④C和H2O(g)、C和CO2的反应⑤大多数分解反应4．反应焓变的计算(1)计算方法ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能(2)注意事项①利用键能计算反应热的关键，是弄清物质中化学键的数目，清楚中学阶段常见单质、化合物中所含共价键的种类和数目。物质(化学键)CO2(C=O)CH4(C—H)P4(P—P)SiO2(Si—O)1mol微粒所含键的物质的量2464物质(化学键)石墨(C—C)金刚石(C—C)S8(S—S)Si(Si—Si)1mol微粒所含键数的物质的量1.5282②活化能与焓变的关系a．催化剂能降低反应的活化能，但不影响焓变的大小及平衡转化率。b．在无催化剂的情况，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2，活化能大小影响反应速率。c．起点、终点能量高低判断反应的ΔH，并且物质的能量越低，物质越稳定。【例题1】某反应使用催化剂后，其反应过程中能量变化如图所示，下列说法错误的是()A．总反应为放热反应 B．使用催化剂后，活化能不变C．反应①是吸热反应，反应②是放热反应 D．ΔH＝ΔH1＋ΔH2【答案】B【解析】由题图可知，反应①是吸热反应，反应②是放热反应，总反应是放热反应，且ΔH＝ΔH1＋ΔH2，A、C、D项正确；催化剂能降低反应的活化能，B项错误。【例题2】CH4与Cl2生成CH3Cl的反应历程中，中间态物质的能量关系如下图所示(Ea表示活化能)，下列说法不正确的是()A．已知Cl·是由Cl2在光照条件下化学键断裂生成的，该过程可表示为B．相同条件下，Ea越大反应速率越慢C．图中ΔH<0，其大小与Ea1、Ea2无关D．CH4转化为CH3Cl的过程中，所有C—H键都发生了断裂【答案】D【解析】Cl·是由Cl2在光照条件下化学键断裂生成的，由分子转化为活性原子，该过程可表示为，选项A正确；相同条件下，Ea越大，活化分子百分数越少，反应速率越慢，选项B正确；图中反应物总能量大于生成物总能量，ΔH<0，其大小与Ea1、Ea2无关，选项C正确；CH4转化为CH3Cl的过程中，只有一个C—H键发生了断裂，选项D不正确。【例题3】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－1 B．－428kJ·mol－1C．498kJ·mol－1 D．－498kJ·mol－1【答案】D【解析】2O(g)=O2(g)的过程形成O=O共价键，是放热过程，其ΔH等于负的O=O共价键的键能，A、C错误；对于热化学方程式2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－482kJ·mol－1，根据键能与焓变的关系ΔH＝2E(H—H)＋E(O=O)－4E(O—H)，可计算得E(O=O)＝－482kJ·mol－1＋4×463kJ·mol－1－2×436kJ·mol－1＝498kJ·mol－1，B错误，D正确。考点二热化学方程式1．概念：表示参与化学反应的物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。2．意义：表明了化学反应中的物质变化和能量变化。例如：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1，表示25℃，101kPa下，2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水时放出571.6kJ的热量。3．书写热化学方程式注意事项(1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25℃、101kPa下进行的，可不注明。(2)注明物质状态：常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体、溶液。(3)注意符号、单位：ΔH应包括“＋”或“－”、数值和单位(kJ·mol－1)。(4)区别于普通方程式：一般不注“↑”“↓”以及“点燃”“加热”等。(5)注意热化学方程式的化学计量数：热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。(6)同素异形体转化的热化学方程式除了注明状态外，还要注明名称。4．可逆反应的ΔH表示反应物完全反应的热量变化。如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1。表示在101kPa、25℃时，1molN2(g)和3molH2(g)完全反应生成2molNH3(g)时放出92.4kJ的热量。但实际上1molN2(g)和3molH2(g)充分反应，不可能生成2molNH3(g)，故实际反应放出的热量肯定小于92.4kJ。【例题4】铁系氧化物材料在光催化、电致变色、气敏传感器以及光电化学器件中有着广泛的应用和诱人的前景。实验室中可利用FeCO3和O2为原料制备少量铁红，每生成160g固体铁红放出130kJ热量，则下列有关该反应的热化学方程式书写正确的是()A．2FeCO3(s)＋O2(g)=Fe2O3(s)＋2CO2(g)ΔH＝－130kJ·mol－1B．4FeCO3(s)＋O2(g)=2Fe2O3(s)＋4CO2(g)ΔH＝＋260kJ·mol－1C．4FeCO3(s)＋O2(g)=2Fe2O3(s)＋4CO2(g)ΔH＝－260kJ·mol－1D．4FeCO3(s)＋O2(g)=2Fe2O3(s)＋4CO2(g)ΔH＝＋130kJ·mol－1【答案】C【解析】160g铁红的物质的量为1mol，每生成160g固体铁红放出130kJ热量，则生成2molFe2O3放出260kJ热量，所以热化学方程式为4FeCO3(s)＋O2(g)=2Fe2O3(s)＋4CO2(g)ΔH＝－260kJ·mol－1，故C正确。【例题5】依据事实，写出下列反应的热化学方程式。(1)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2gSiH4自燃放出热量89.2kJ。SiH4自燃的热化学方程式为______________________________。(2)在25℃、101kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为_________________。(3)NaBH4(s)与水(l)反应生成NaBO2(s)和氢气(g)，在25℃、101kPa下，已知每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6kJ，该反应的热化学方程式是______________________________________________。【答案】(1)SiH4(g)＋2O2(g)=SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1427.2kJ·mol－1(2)C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－2QkJ·mol－1(3)NaBH4(s)＋2H2O(l)=NaBO2(s)＋4H2(g)ΔH＝－216kJ·mol－1考点三燃烧热、中和反应反应热、能源1．燃烧热和中和热的比较燃烧热中和热相同点能量变化放热ΔH及其单位ΔHeq\a\vs4\al(＜)0，单位均为kJ·mol－1不同点反应物的量1mol不一定为1mol生成物的量不确定生成物水为1mol反应热含义在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量在稀溶液里，强酸与强碱发生中和反应生成1mol水时所放出的热量表示方法燃烧热为akJ·mol－1或ΔH＝－akJ·mol－1(a＞0)强酸与强碱在稀溶液中反应的中和热为57.3kJ·mol－1或ΔH＝－57.3kJ·mol－1【注意】燃烧热中元素所对应的指定产物：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)，N→N2(g)等。【例题6】下列关于化学反应与能量的说法正确的是()A．已知正丁烷的燃烧热为2878kJ·mol－1，则表示正丁烷燃烧热的热化学方程式为2CH3CH2CH2CH3(g)＋13O2(g)=8CO2(g)＋10H2O(l)ΔH＝－2878kJ·mol－1B．已知在一定条件下，2molSO2与1molO2充分反应后，释放出98kJ的热量，则其热化学方程式为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－98kJ·mol－1C．已知稀盐酸与稀NaOH溶液反应的中和反应反应热为57.3kJ·mol－1，则表示稀硫酸与稀NaOH溶液反应的热化学方程式为eq\f(1,2)H2SO4(aq)＋NaOH(aq)=eq\f(1,2)Na2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1D．已知CuSO4(s)＋5H2O(l)=CuSO4·5H2O(s)，该反应为熵增加的反应【答案】C【解析】燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成指定产物放出的热量，则表示正丁烷燃烧热的热化学方程式为CH3CH2CH2CH3(g)＋eq\f(13,2)O2(g)=4CO2(g)＋5H2O(l)ΔH＝－2878kJ·mol－1，A错误；不知道该条件下物质的状态，该反应是可逆反应，2molSO2与1molO2充分反应后，参加反应的反应物的量不知，所以不能写出热化学方程式，B错误；在稀溶液中酸和碱发生中和反应生成1molH2O放出的热量是中和反应反应热，C正确；从液态H2O到固态CuSO4·5H2O，且物质的量减少，该反应是熵减的反应，D错误。【例题7】已知反应：①101kPa时，2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1下列结论中不正确的是()A．碳的燃烧热大于110.5kJ·mol－1B．①的反应热为221kJ·mol－1C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和反应反应热为57.3kJ·mol－1D．含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.65kJ的热量【答案】B【解析】反应①生成的是CO而不是CO2，因此碳的燃烧热大于110.5kJ·mol－1，故A项正确；①的反应热为－221kJ·mol－1，故B项错误；稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和反应反应热为57.3kJ·mol－1，故C项正确；20gNaOH的物质的量n(NaOH)＝0.5mol，则Q＝0.5mol×57.3kJ·mol－1＝28.65kJ，D项正确。2．中和反应反应热的测定(以稀盐酸与稀NaOH溶液反应为例)(1)测定原理通过量热计测得体系在反应前后的温度变化，再利用有关物质的比热容计算反应热。(2)实验步骤及装置实验装置实验步骤①测量反应物的温度②测量反应后体系温度(记录反应后体系的最高温度)③重复上述步骤①至步骤②两次④数据处理：取三次测量所得温度差的平均值进行计算，生成1molH2O时放出的热量为eq\f(（m1＋m2）·c·（t2－t1）×10－3,n（H2O）)kJc＝4.18J·g－1·℃－1＝4.18×10－3kJ·g－1·℃－1；n为生成H2O的物质的量。稀溶液的密度用1g·mL－1进行计算。大量实验测得，在25℃和101kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时，放出57.3kJ的热量(3)注意事项①为保证酸完全中和，采取的措施是碱稍过量(0.5mol·L－1HCl、0.55mol·L－1NaOH溶液等体积混合)。②因为弱酸或弱碱存在电离平衡，电离过程需要吸热，实验中若使用弱酸或弱碱则测得的反应热数值偏小。③玻璃搅拌器的作用是使反应物充分接触，实验时不能用铜丝搅拌棒代替玻璃搅拌器。④隔热层的作用是减少热量的损失。【注意】理解燃烧热和中和反应的反应热(1)有关燃烧热的判断，一看是否以1mol可燃物为标准，二看是否生成指定产物。(2)中和反应的实质是H＋和OH－反应生成H2O。①若反应过程中有其他物质生成(如生成不溶性物质，难电离物质等)，这部分反应热不在中和反应反应热之内。②若用浓溶液或固体，还有溶解热，放出热量增多。③若用弱酸代替强酸(或弱碱代替强碱)，由于弱酸或弱碱电离要吸热，则放出热量减小。(3)对于中和反应反应热、燃烧热，由于它们的反应放热是确定的，所以描述中不带“－”，但焓变为负值。(4)当用热化学方程式表示中和反应反应热时，生成H2O(l)的物质的量必须是1mol，当用热化学方程式表示燃烧热时，可燃物的物质的量必须为1mol。(5)物质完全燃烧生成的指定产物示例：H→H2O(l)，C→CO2(g)，S→SO2(g)，N→N2(g)。3．能源(1)能源分类(2)解决能源问题的措施①提高能源的利用效率：a.改善开采、运输、加工等各个环节；b.科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。②开发新能源：开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。【例题8】某实验小组用0.50mol·L－1NaOH溶液和0.50mol·L－1硫酸溶液进行反应热的测定，实验装置如图所示。(1)装置中隔热层的作用是________________________________________________。(2)写出该反应的热化学方程式[生成1molH2O(l)时的反应热为－57.3kJ·mol－1]：_________________________________________________________________。(3)取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验，实验数据如表所示。①请填写表格中的空白：温度次数起始温度t1/℃温度差平均值(t2－t1)/℃H2SO4NaOH平均值终止温度t2/℃126.226.026.130.1227.027.427.233.3325.925.925.929.8426.426.226.330.4②近似认为0.50mol·L－1NaOH溶液和0.50mol·L－1硫酸溶液的密度都是1.0g·mL－1，中和后生成溶液的比热容c＝4.18J·(g·℃)－1。则生成1molH2O(l)时的反应热ΔH＝_____________(取小数点后一位)。【答案】(1)隔热保温减少热量的散失(2)NaOH(aq)＋eq\f(1,2)H2SO4(aq)=eq\f(1,2)Na2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1(3)①4.0②－53.5kJ·mol－1【解析】(3)4次实验的温度差分别为4.0℃、6.1℃、3.9℃、4.1℃，其中6.1℃舍去，温度差平均值为4.0℃。ΔH＝－eq\f(（50＋30）mL×1.0g·mL－1×4.0℃×4.18×10－3kJ·（g·℃）－1,0.05×0.50mol)≈－53.5kJ·mol－1。考点四盖斯定律、反应热的计算与比较1．盖斯定律(1)内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。即：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。(2)意义：间接计算某些反应的反应热。2．反应热的计算(1)利用热化学方程式进行有关计算根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量，可以把反应热当作“产物”，计算反应放出或吸收的热量。(2)根据燃烧热数据，计算反应放出的热量计算公式：Q＝燃烧热×n(可燃物的物质的量)(3)根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算焓变若反应物旧化学键断裂吸收能量E1，生成物新化学键形成放出能量E2，则反应的ΔH＝E1－E2。(4)利用盖斯定律计算反应热热化学方程式焓变之间的关系aA=BΔH1A=eq\f(1,a)BΔH2ΔH1＝aΔH2aA=BΔH1B=aAΔH2ΔH1＝－ΔH2ΔH＝ΔH1＋ΔH23．反应热大小的比较(1)看物质的聚集状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下：(2)看ΔH的符号。比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号。(3)看化学计量数。当反应物与生成物的聚集状态相同时，化学计量数越大，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。(4)看反应的程度。对于可逆反应，参加反应的物质的量和聚集状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。【例题9】下列各组中两个反应的反应热，其中ΔH1>ΔH2的是()A．B．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH12H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH2S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2C．D．2SO2(g)＋O2(g)=2SO3(g)ΔH12SO3(g)=O2(g)＋2SO2(g)ΔH2已知反应：C(s，金刚石)=C(s，石墨)ΔH<0，C(s，金刚石)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2【答案】A【解析】A项，，由于H2O(l)=H2O(g)ΔH>0，则ΔH2＋ΔH＝ΔH1，ΔH1－ΔH2＝ΔH>0，故ΔH1>ΔH2，正确；B项，，由于S(s)=S(g)ΔH>0，则ΔH＋ΔH1＝ΔH2，ΔH2－ΔH1＝ΔH>0，故ΔH2>ΔH1，错误；C项，SO2被氧化成SO3是放热反应，ΔH1<0，SO3分解成SO2是吸热反应，ΔH2>0，故ΔH2>ΔH1，错误；D项，，根据盖斯定律ΔH1＝ΔH＋ΔH2，ΔH1－ΔH2＝ΔH<0，则ΔH1<ΔH2，错误。【例题10】试比较下列各组ΔH的大小：(1)同一反应，生成物的聚集状态不同时A(g)＋B(g)=C(g)ΔH1＜0A(g)＋B(g)=C(l)ΔH2＜0则ΔH1________(填“>”“＜”或“＝”，下同)ΔH2。(2)同一反应，反应物的聚集状态不同时S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1＜0S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2＜0则ΔH1________ΔH2。(3)两个有联系的不同反应相比C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＜0C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH2＜0则ΔH1________ΔH2。【答案】(1)>(2)＜(3)＜【解析】(1)因为C(g)=C(l)ΔH3＜0则ΔH3＝ΔH2－ΔH1，ΔH1＞ΔH2。ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH3＜0，所以ΔH1＜ΔH2。(3)根据常识可知，CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH3＜0，又因为ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，所以ΔH1＜ΔH2。【真题演练】1．（2022·江苏·高考真题）周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛，甲烷具有较大的燃烧热，是常见燃料；Si、Ge是重要的半导体材料，硅晶体表面能与氢氟酸(HF，弱酸)反应生成(在水中完全电离为和)；1885年德国化学家将硫化锗与共热制得了门捷列夫预言的类硅—锗；下列化学反应表示正确的是（）A．与HF溶液反应：B．高温下还原：C．铅蓄电池放电时的正极反应：D．甲烷的燃烧：【答案】A【详解】A．由题意可知，二氧化硅与氢氟酸溶液反应生成强酸和水，反应的离子方程式为，故A正确；B．硫化锗与氢气共热反应时，氢气与硫化锗反应生成锗和硫化氢，硫化氢高温下分解生成硫和氢气，则反应的总方程式为，故B错误；C．铅蓄电池放电时，二氧化铅为正极，酸性条件下在硫酸根离子作用下二氧化铅得到电子发生还原反应生成硫酸铅和水，电极反应式为正极反应，故C错误；D．由题意可知，1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为890.3kJ，反应的热化学方程式为，故D错误；故选A。2．（2022·辽宁·高考真题）下列实验能达到目的的是（）实验目的实验方法或操作A测定中和反应的反应热酸碱中和滴定的同时，用温度传感器采集锥形瓶内溶液的温度B探究浓度对化学反应速率的影响量取同体积不同浓度的溶液，分别加入等体积等浓度的溶液，对比现象C判断反应后是否沉淀完全将溶液与溶液混合，反应后静置，向上层清液中再加1滴溶液D检验淀粉是否发生了水解向淀粉水解液中加入碘水A．A B．B C．C D．D【答案】C【详解】A．酸碱中和滴定操作中没有很好的保温措施，热量损失较多，不能用于测定中和反应的反应热，A错误；B．和反应无明显现象，无法根据现象进行浓度对化学反应速率的影响的探究，B错误；C．将溶液与溶液混合，反应后静置，向上层清液中滴加1滴溶液，若有浑浊产生，则说明没有沉淀完全，反之，则沉淀完全，C正确；D．检验淀粉是否发生了水解，应检验是否有淀粉的水解产物(葡萄糖)存在，可选用银氨溶液或新制氢氧化铜，碘水是用来检验淀粉的试剂，可用于检验淀粉是否完全水解，D错误。故答案选C。3．（2022·浙江·高考真题）标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：物质(g)OHHOHOO能量/249218391000可根据计算出中氧氧单键的键能为。下列说法不正确的是（）A．的键能为B．的键能大于中氧氧单键的键能的两倍C．解离氧氧单键所需能量：D．【答案】C【详解】A．根据表格中的数据可知，的键能为218×2=436，A正确；B．由表格中的数据可知的键能为：249×2=498，由题中信息可知中氧氧单键的键能为，则的键能大于中氧氧单键的键能的两倍，B正确；C．由表格中的数据可知HOO=HO+O，解离其中氧氧单键需要的能量为249+39-10=278，中氧氧单键的键能为，C错误；D．由表中的数据可知的，D正确；故选C。4．（2022·浙江·高考真题）相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1mol环己烷()的能量变化如图所示：下列推理不正确的是（）A．2ΔH1≈ΔH2，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．ΔH2＜ΔH3，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C．3ΔH1＜ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键D．ΔH3-ΔH1＜0，ΔH4-ΔH3＞0，说明苯分子具有特殊稳定性【答案】A【详解】A．虽然2ΔH1≈ΔH2，但ΔH2≠ΔH3，说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目、双键的位置有关，不能简单的说碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比，A错误；B．ΔH2＜ΔH3，即单双键交替的物质能量低，更稳定，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，B正确；C．由图示可知，反应I为：(l)+H2(g)→(l)

ΔH1，反应IV为：+3H2(g)→(l)

ΔH4，故反应I是1mol碳碳双键加成，如果苯环上有三个完全独立的碳碳三键，则3ΔH1=ΔH4，现3ΔH1＜ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键，C正确；D．由图示可知，反应I为：(l)+H2(g)→(l)

ΔH1，反应III为：(l)+2H2(g)→(l)

ΔH3，反应IV为：+3H2(g)→(l)

ΔH4，ΔH3-ΔH1＜0即(l)+H2(g)→(l)ΔH＜0，ΔH4-ΔH3＞0即+H2(g)→(l)

ΔH＞0，则说明具有的总能量小于，能量越低越稳定，则说明苯分子具有特殊稳定性，D正确；故答案为：A。5．（2021·北京·高考真题）丙烷经催化脱氢可制丙烯:C3H8C3H6+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)△H=-2220kJ/mol②C3H6(g)+9/2O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l)△H=-2058kJ/mol③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-286kJ/mol下列说法不正确的是（）A．C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)△H=+124kJ/molB．c(H2)和c(C3H6)变化差异的原因：CO2+H2CO+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之间一定存在：3c0(C3H8)+c0(CO2)=c(CO)+c(CO2)+3c(C3H8)+3c(C3H6)【答案】C【详解】A．根据盖斯定律结合题干信息①C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2220kJ/mol②C3H6(g)+9/2O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l)△H=-2058kJ/mol③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-286kJ/mol可知，可由①-②-③得到目标反应C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)，该反应的△H==+124kJ/mol，A正确；B．仅按C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)可知C3H6、H2的浓度随CO2浓度变化趋势应该是一致的，但是氢气的变化不明显，反而是CO与C3H6的变化趋势是一致的，因此可以推断高温下能够发生反应CO2+H2CO+H2O，从而导致C3H6、H2的浓度随CO2浓度变化趋势出现这样的差异，B正确；C．投料比增大，相当于增大C3H8浓度，浓度增大，转化率减小，C错误；D．根据质量守恒定律，抓住碳原子守恒即可得出，如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2，那么入口各气体的浓度c0和出口各气体的浓度符合3c0(C3H8)+c0(CO2)=3c(C3H6)+c(CO)+3c(C3H8)+c(CO2)，D正确；答案为：C。6．（2021·山东·高考真题）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（）A．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CH318OHD．反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变【答案】B【详解】A．一般来说，反应的活化能越高，反应速率越慢，由图可知，反应I和反应IV的活化能较高，因此反应的决速步为反应I、IV，故A错误；B．反应I为加成反应，而与为快速平衡，反应II的成键和断键方式为或，后者能生成18OH-，因此反应结束后，溶液中存在18OH-，故B正确；C．反应III的成键和断键方式为或，因此反应结束后溶液中不会存在CH318H，故C错误；D．该总反应对应反应物的总能量高于生成物总能量，总反应为放热反应，因此和CH3O-的总能量与和OH-的总能量之差等于图示总反应的焓变，故D错误；综上所述，正确的是B项，故答案为B。7．（2021·浙江·高考真题）相同温度和压强下，关于反应的，下列判断正确的是（）A． B．C． D．【答案】C【分析】一般的烯烃与氢气发生的加成反应为放热反应，但是，由于苯环结构的特殊性决定了苯环结构的稳定性，苯与氢气发生加成反应生成1，3-环己二烯时，破坏了苯环结构的稳定性，因此该反应为吸热反应。【详解】A．环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应，因此，，A不正确；

B．苯分子中没有碳碳双键，其中的碳碳键是介于单键和双键之间的特殊的共价键，因此，其与氢气完全加成的反应热不等于环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应的反应热之和，即，B不正确；C．环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放反应，，由于1mol1，3-环己二烯与氢气完全加成后消耗的氢气是等量环己烯的2倍，故其放出的热量更多，其；苯与氢气发生加成反应生成1，3-环己二烯的反应为吸热反应（），根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加成的反应热，因此，C正确；

D．根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加成的反应热，因此，D不正确。综上所述，本题选C。8．（2021·浙江·高考真题）在298.15K、100kPa条件下，N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1，N2(g)、H2(g)和NH3(g)的比热容分别为29.1、28.9和35.6J·K-1·mol-1。一定压强下，1mol反应中，反应物[N2(g)+3H2(g)]、生成物[2NH3(g)]的能量随温度T的变化示意图合理的是（）A． B．C． D．【答案】B【详解】该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，根据题目中给出的反应物与生成物的比热容可知，升高温度反应物能量升高较快，反应结束后反应放出的热量也会增大，比较4个图像B符合题意，故答案选B。9．（2021·浙江·高考真题）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-1 B．-428kJ·mol-1 C．498kJ·mol-1 D．-498kJ·mol-1【答案】D【分析】根据ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和计算。【详解】反应的ΔH=2(H-H)+(O-O)-4(H-O)；-482kJ/mol=2×436kJ/mol+(O-O)-4×463kJ/mol，解得O-O键的键能为498kJ/mol，2个氧原子结合生成氧气的过程需要释放能量，因此2O(g)=O2(g)的ΔH=-498kJ/mol。10．（2020·北京·高考真题）依据图示关系，下列说法不正确的是（）A．石墨燃烧是放热反应B．1molC(石墨)和1molCO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多C．C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)ΔH=ΔH1-ΔH2D．化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关【答案】C【详解】A．所有的燃烧都是放热反应，根据图示，C(石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ/mol，ΔH1＜0，则石墨燃烧是放热反应，故A正确；B．根据图示，C(石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ/mol，CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH2=-283.0kJ/mol，根据反应可知都是放热反应，1molC(石墨)和1molCO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，1molC(石墨)放热多，故B正确；C．根据B项分析，①C(石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ/mol，②CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH2=-283.0kJ/mol，根据盖斯定律①-②ｘ2可得：C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)ΔH=ΔH1-2ΔH2，故C错误；D．根据盖斯定律可知，化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，故D正确；答案选C。11．（2020·江苏·高考真题）反应可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是（）A．该反应、B．该反应的平衡常数C．高温下反应每生成1molSi需消耗D．用E表示键能，该反应【答案】B【详解】A．SiCl4、H2、HCl为气体，且反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和，因此该反应为熵增，即△S>0，故A错误；B．根据化学平衡常数的定义，该反应的平衡常数K=,故B正确；C.题中说的是高温，不是标准状况下，因此不能直接用22.4L·mol－1计算，故C错误；D．△H=反应物键能总和－生成物键能总和，即△H=4E(Si－Cl)＋2E(H－H)－4E(H－Cl)－2E(Si－Si)，故D错误；答案为B。12．（2020·天津·高考真题）理论研究表明，在101kPa和298K下，异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是（）A．HCN比HNC稳定B．该异构化反应的C．正反应的活化能大于逆反应的活化能D．使用催化剂，可以改变反应的反应热【答案】D【详解】A．根据图中信息得到HCN能量比HNC能量低，再根据能量越低越稳定，因此HCN比HNC稳定，故A正确；B．根据焓变等于生成物总能量减去反应物总能量，因此该异构化反应的，故B正确；C．根据图中信息得出该反应是吸热反应，因此正反应的活化能大于逆反应的活化能，故C正确；D．使用催化剂，不能改变反应的反应热，只改变反应路径，反应热只与反应物和生成物的总能量有关，故D错误。综上所述，答案为D。13．（2020·浙江·高考真题）关于下列的判断正确的是（）A． B． C． D．【答案】B【详解】碳酸氢根的电离属于吸热过程，则CO(aq)+H+(aq)=HCO(aq)为放热反应，所以△H1<0；CO(aq)+H2O(l)HCO(aq)+OHˉ(aq)为碳酸根的水解离子方程式，CO的水解反应为吸热反应，所以△H2>0；OHˉ(aq)+H+(aq)=H2O(l)表示强酸和强碱的中和反应，为放热反应，所以△H3<0；醋酸与强碱的中和反应为放热反应，所以△H4<0；但由于醋酸是弱酸，电离过程中会吸收部分热量，所以醋酸与强碱反应过程放出的热量小于强酸和强碱反应放出的热量，则△H4>△H3；综上所述，只有△H1<△H2正确，故答案为B。14．（2020·浙江·高考真题）在一定温度下，某反应达到了化学平衡，其反应过程对应的能量变化如图。下列说法正确的是（）A．Ea为逆反应活化能，E为正反应活化能B．该反应为放热反应，ΔH＝Ea’－EaC．所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量D．温度升高，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，使平衡逆移【答案】D【分析】由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应。【详解】A项、由图可知，Ea为正反应活化能，E为逆反应活化能，故A错误；B项、由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，反应热ΔH＝—（Ea’－Ea），故B错误；C项、在相同温度下，分子的能量并不完全相同，有些分子的能量高于分子的平均能量，称为活化分子，则所有活化分子的平均能量高于所有分子的平均能量，故C错误；D项、该反应为放热反应，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，使平衡向吸热的逆反应方向移动，故D正确；故选D。15．（2022·湖南·高考真题）反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如下图所示：下列有关四种不同反应进程的说法正确的是（）A．进程Ⅰ是放热反应 B．平衡时P的产率：Ⅱ>ⅠC．生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ D．进程Ⅳ中，Z没有催化作用【答案】AD【详解】A．由图中信息可知，进程Ⅰ中S的总能量大于产物P的总能量，因此进程I是放热反应，A说法正确；B．进程Ⅱ中使用了催化剂X，但是催化剂不能改变平衡产率，因此在两个进程中平衡时P的产率相同，B说法不正确；C．进程Ⅲ中由S•Y转化为P•Y的活化能高于进程Ⅱ中由S•X转化为P•X的活化能，由于这两步反应分别是两个进程的决速步骤，因此生成P的速率为Ⅲ<Ⅱ，Ｃ说法不正确；D．由图中信息可知，进程Ⅳ中S吸附到Z表面生成S•Z，然后S•Z转化为产物P•Z，由于P•Z没有转化为P＋Z，因此，Z没有表现出催化作用，D说法正确；综上所述，本题选AD。【课后精练】第I卷（选择题）1．（2022·全国·高三专题练习）关于热化学方程式S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-296kJ·mol-1，下列分析正确的是（）A．1molS(s)与1molO2(g)的总能量比1molSO2(g)的能量低296kJB．1molS(g)与1molO2(g)生成1molSO2(g)放出296kJ的热量C．反应S(g)+O2(g)=SO2(g)的ΔH小于-296kJ·mol-1D．反应物的总键能大于生成物的总键能【答案】C【详解】A．S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-296kJ·mol-1，1molSO2(g)的能量比1molS(s)和1molO2(g)的总能量低296kJ，选项A错误；B．由于S(g)=S(s)ΔH＜0，所以1molS(g)与1molO2(g)反应生成1molSO2(g)放出的热量大于296kJ，选项B错误；C．由于S(g)=S(s)ΔH＜0，所以S(g)+O2(g)=SO2(g)的ΔH小于-296kJ·mol-1，选项C正确；D．S(s)+O2(g)=SO2(g)的ΔH=-296kJ·mol-1，即1molS(s)与1molO2(g)的总键能比1molSO2(g)的键能低，选项D错误；答案选C。2．（2022·全国·高三专题练习）利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如图所示。下列说法不正确的是（）A．NO属于共价化合物B．O2含有非极性共价键C．过程②吸收能量，过程③释放能量D．标准状况下，NO分解生成11.2LN2转移电子数为NA【答案】D【详解】A．只含有共价键的化合物是共价化合物，NO属于共价化合物，A正确；B．同种非金属元素原子之间形成非极性键，所以O2含有非极性共价键，B正确；C．由图可知，过程②NO中化学键发生断裂形成氮原子和氧原子，此过程需要吸收能量，过程③形成了新的化学键N≡N键和O=O键，此过程释放能量，C正确；D．根据方程式2NO=N2＋O2，每生成1mol氮气，转移的电子数为4mol，生成11.2LN2(标准状况下)，即0.5molN2时，转移电子数为2NA，D错误；故答案选D。3．（2022·全国·高三专题练习）俄乌冲突爆发以来，许多西方国家宣布制裁俄罗斯，制裁范围涵盖俄罗斯的猫、树以及该国的文艺作品等，但俄罗斯的石油和天然气目前并不在制裁之列。天然气的主要成分是甲烷，下列能正确表示甲烷燃烧热的热化学方程式是（）A．

B．

C．

D．

【答案】B【详解】燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的物质所放出的热量，1mol

CH4完全燃烧生成

CO2和

液态水，所以甲烷的燃烧热的热化学方程式为：

，故选：B。4．（2022·全国·高三专题练习）下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是（）A．燃烧属于放热反应B．中和反应是吸热反应C．断裂化学键放出能量D．反应物总能量与生成物总能量可能相等【答案】A【详解】A．物质燃烧时向外界释放能量，属于放热反应，A项正确；B．中和反应都是放热反应，B项错误；C．化学键断裂吸收能量，化学键形成放出能量，C项错误；D.化学反应中的物质变化一定伴随着能量变化，反应物总能量与生成物总能量一定不相等，D项错误。故选A。5．（2022·河南·高三阶段练习）水煤气变换反应在金催化剂表面上的历程如下图所示(吸附在金催化剂表面上的物种用*标注)。下列说法正确的是（）A．水煤气变换反应的B．CO(g)和被吸附在催化剂表面时吸收能量C．决速步骤的化学方程式为D．放热最多的步骤只有非极性键形成【答案】C【详解】A．由图可知，的相对能量为0，的相对能量为，产物能量低于反应物能量，为放热反应，反应的，A错误；B．CO(g)和被吸附在催化剂表面时，能量降低，即放出能量，B错误；C．反应历程中正反应活化能最大的步骤，其反应速率最慢，水煤气变换总反应的快，慢取决于该步骤的反应快慢，反应历程中，最大的正反应活化能为，故决速步骤的化学方程式为，C正确；D．放热最多的步骤中，放出能量为，该步骤中除有非极性键(H-H键)形成外，还有极性键(碳氧键、氢氧键)形成，D错误。故选C。6．（2022·青海·海东市第一中学二模）叔丁基溴在乙醇中反应的能量变化如图所示。反应1：反应2：下列说法正确的是（）A．3种过渡态相比①最稳定B．反应1和反应2的∆Ｈ都大于0C．第一个基元反应是决速步骤D．是反应1和反应2共同的催化剂【答案】C【详解】A．过渡态能量：①＞②＞③，过渡态①能量最大，相对不稳定，A项错误；B．根据能量变化可知，反应1和反应2都是放热反应，∆Ｈ＜0，B项错误；C．转化为是第一个基元反应，活化能最大，C项正确；D．是反应2的反应物，不是催化剂，D项错误；故选C。7．（2022·河南开封·一模）下列实验装置能达到相应实验目的的是（）A．①装置用来测定中和热B．②装置可以证明碳酸酸性比硼酸酸性强C．③装置可以证明2Ag++2I—=2Ag+I2能否自发进行D．④装置用来探究温度对过氧化氢分解速率的影响【答案】B【详解】A．由实验装置图可知，①装置中缺少环形玻璃搅拌棒，不能用来测定中和热，故A错误；B．将碳酸钠加入到硼酸溶液中，若没有气体生成，说明碳酸酸性比硼酸酸性强，则②装置可以证明碳酸酸性比硼酸酸性强，故B正确；C．由图可知，碘化银电极为电解池的阳极，与直流电源正极相连的碘化银在阳极失去电子发生氧化反应生成碘和银离子，银为阴极，银离子在阴极得到电子发生还原反应生成银，电解的总反应为碘化银电解分解生成银和碘，则③装置不能用于证明2Ag++2I—=2Ag+I2能否自发进行，故C错误；D．由实验装置图可知，④装置中催化剂和反应温度均不同，由变量唯一化原则可知，④装置不能用来探究温度对过氧化氢分解速率的影响，故D错误；故选B。8．（2022·全国·高三专题练习）肼(N2H4)是一种高效清洁的火箭燃料。25℃、101kPa时，0.25molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水，放出133.5kJ热量。下列说法正确的是（）A．该反应的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)

ΔH=-534kJ·mol-1B．N2H4的燃烧热534kJ·mol-1C．相同条件下，1molN2H4(g)所含能量高于1molN2(g)和2molH2O(g)所含能量之和D．该反应是放热反应，反应的发生不需要克服化学键【答案】A【详解】A．由已知25℃、101kPa时，0.25molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水，放出133．5kJ热量，则1mol肼燃烧放出的热量为534kJ，故该反应的热化学方程式为：N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ.mol-1，故A正确；B．燃烧热是指生成为稳定的氧化物所放出的热量，但水蒸气都不是稳定的氧化物，N2为单质，故B错误；C．由N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ.mol-1，可知该反应是放热反应，所以1molN2H4(g)和1molO2(g)所含能量之和高于1molN2(g)和2molH2O(g)所含能量之和，故C错误；D．化学反应实质旧键断裂新键生成，旧化学键断裂时需要消耗能量，且两个过程能量不相等，故D错误；故选A。9．（2022·浙江省普陀中学高三开学考试）N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O+表面转化为无害气体，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．总反应为N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g)ΔH=ΔH1+ΔH2B．该反应若使用更高效的催化剂，可使反应的焓变减小C．该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能D．Pt2O+为反应的催化剂，为中间产物【答案】B【详解】A．由反应N₂O(g)+Pt2O+(s)=Pt2O(s)+N2(g)ΔH1，Pt2O(s)+CO(g)=Pt₂O+(s)+CO₂(g)ΔH2，根据盖斯定律可得：N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g)ΔH=ΔH1+ΔH2，故A正确；B．催化剂能改变反应途径，但不能改变反应的焓变，故B错误；C．由图可知，正反应的活化能Ea=134kJ/mol，小于逆反应的活化能Eb=360kJ/mol，故C正确；D．由题目信息及反应流程可知，Pt2O+为反应的催化剂，为中间产物，故D正确；故答案选B。10．（2022·浙江省普陀中学高三开学考试）设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是（）A．乙烯中含有键的数目为B．和的混合物中含有中子的数目为C．锌和不同浓度的硫酸反应产生气体(标准状况)，转移电子数为D．，当反应放热时，产生的分子数小于【答案】D【详解】A．乙烯的物质的量为，单键由1个键形成，双键由1个键和1个π键形成，0.5mol乙烯中含有键的数目为0.5×5=，A正确；B．和的混合物的物质的量为，含有中子的数目为0.1×10=，B正确；C．标准状况下2.24L气体的物质的量为，由于硫酸变为二氧化硫或氢气的反应中，化合价变化都是2，则生成1mol混合气体转移了2mol电子，反应中锌失去电子数为2NA，C正确；D．生成2mol时反应放热，则产生的分子数为，D错误；故选：D。11．（2022·河南洛阳·模拟预测）已知X转化为R和W分步进行：①X(g)Y(g)+2W(g)②Y(g)R(g)+W(g)。上述反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是（）A．R(g)+W(g)Y(g)

△H=Ea4-Ea3B．1molX(g)的能量低于1molY(g)的能量C．断裂1molX(g)中的化学键吸收的能量小于形成1molR(g)和3molW(g)中的化学键所放出的能量D．反应过程中，由于Ea2<Ea3，反应①的速率大于反应②的速率【答案】A【详解】A．△H=正反应的活化能-逆反应的活化能=Ea4-Ea3，A项正确；B．由图可知，的能量低于和的能量总和，不能说明的能量低于的能量，B项错误；C．由图可知，的能量低于和的总能量，说明该反应是吸热反应，则断裂中的化学键吸收的能量大于形成和中的化学键所放出的能量，C项错误；D．活化能越小，反应速率越快，反应①的速率小于反应②的，D项错误；故选：A。12．（2022·全国·高三专题练习）相关有机物分别与氢气发生加成反应生成lmol环己烷()的能量变化如图所示：下列推理不正确的是（）A．环己烷所有碳原子不可能在同一平面B．ΔH2＜ΔH3，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C．3ΔH1＜ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键D．2ΔH1≈ΔH2，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【答案】D【详解】A．环己烷分子中C原子都是饱和C原子，具有甲烷的四面体结构，因此该物质分子中所有碳原子不可能在同一平面，A正确；B．若ΔH2＜ΔH3，说明物质分子中存在的单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，物质含有的能量更低，因而有利于物质稳定，B正确；C．3ΔH1＜ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键，苯比环己烯更稳定，C正确；D．若2ΔH1≈ΔH2，只能说明碳碳双键之间存在能量差，无法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，D错误；故合理选项是D。13．（2022·全国·高三专题练习）已知：在标准压强(100kPa)、298K，由最稳定的单质合成1mol物质B的反应焓变，叫做物质B的标准摩尔生成焓，用△H(kJ/mol)表示。有关物质的△H有如图所示关系。下列有关判断正确的是（）A．H2O(l)的△H>-241.8kJ·mol-1 B．NH3比N2H4稳定C．N2H4(l)标准燃烧热为534.2kJ·mol-1 D．NO(g)的键能大于N2(g)与O2(g)的键能之和【答案】B【详解】A．H2O(g)→H2O(l)，需要继续放热，放出的热量越多，对应焓变的数值越小，所以△H<-241.8kJ·mol-1，A错误；B．物质所具备的能量越低越稳定，标准摩尔生成焓的定义可知，NH3相对能量为-45.9kJ·mol-1，N2H4相对能量为50.6kJ·mol-1，所以NH3更稳定，B正确；C．N2H4(l)标准燃烧热应该生成N2和H2O(l)，题干中无H2O(l)的相对能量，无法计算，C错误；D．△H=生成物总能量-反应物总能量所以NO(g)=N2(g)+O2(g)△H=0+0-91.3=-91.3kJ·mol-1<0，△H=反应物总键能-生成物总键能<0，所以NO(g)的键能小于N2(g)与O2(g)的键能之和，D错误；故选B。14．（2022·全国·高三专题练习）硫酸甲酯(CH3OSO3H)是制造染料的甲基化试剂。我国科学家利用计算机模拟技术，分别研究反应CH3OH+SO3=CH3OSO3H在无水和有水条件下的反应历程，如图所示。下列说法正确的是（）A．CH3OH的能量高于CH3OSO3H的能量，因此该反应的B．无水条件下逆反应的活化能为34.76eVC．水改变了该反应的D．反应过程中CH3OH中的C—H键均发生断裂【答案】B【详解】A．由图可知，该反应为放热反应，即CH3OH与SO3的总能量高于CH3OSO3H的总能量，但不能确定CH3OH和CH3OSO3H的能量高低，故A错误；B．由图可知，无水条件下逆反应的活化能为19.59eV-(-15.17eV)=34.76eV，故B正确；C．水是反应的催化剂，不能改变反应热，图中水可能是水蒸气变成了液态水，水蒸气转化为液态水放热，故C错误；D．由图可知，反应过程中“CH3”始终不变，即反应过程中CH3OH中的C-H键均未发生断裂，故D错误；故答案选B。15．（2022·全国·高三专题练习）肼(H2N-NH2)燃烧涉及的共价键的键能与热化学方程式信息见下表：共价键N-HN-NO=OO-H键能/(kJ·mol-1)391161498463热化学方程式N2H4(g)＋O2(g)→N2(g)＋2H2O(g)＋570kJ则2N(g)→N2(g)＋Q，Q为（）A．1882kJ B．941kJ C．483kJ D．241.5kJ【答案】B【分析】N2的结构式为N≡N，设N≡N的键能为x，由可知，4×391kJ/mol+161kJ/mol+498kJ/mol-x-4×463kJ/mol=-570kJ/mol，解得x=941kJ/mol，形成化学键需要释放能量，所以Q=941kJ。【详解】根据以上分析可知，Q=941kJ/mol，所以答案选B。16．（2022·全国·高三专题练习）已知：①反应

，②白磷()、的分子结构如如图所示；③P-P、O=O、P-O键的键能分别为、、。则a的值为（）A．1200 B．300 C．240 D．200【答案】D【详解】反应热△H=反应物总键能-生成物总键能，由题图可知1个P4分子中含有6个P-P键，1个P4O6分子中含有12个P-O键，则反应

ΔH=(6×a+3×498-12×351)kJ/mol=-1518kJ/mol，解得a=200，故选：D。第II卷（非选择题）17．（2022·河北省唐县第一中学）根据所学知识，回答下列问题：I．煤作为燃料可通过下列两种途径释放热量：途径①：途径②：先制成水煤气：再燃烧水煤气：(1)途径①放出的热量___________(填“大于”、“等于”或“小于”)途径②放出的热量。(2)、、、的数学关系式是___________。(3)12g炭粉在氧气中不完全燃烧生成一氧化碳，放出110.5kJ热量，其热化学方程式为_________________________________________。II．甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气(主要成分为、和)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的反应如下：①②③已知反应①中相关的化学键键能数据如下：化学键4363431076465413(4)由此计算___________，已知，则___________。III．的有效回收利用，既能缓解能源危机，又能减少温室效应的影响，具有解决能源问题及环保问题的双重意义。热化学循环还原制的原理如图所示。(5)从循环结果看，能量转化的主要方式是___________。(6)在反应中循环使用，其作用是___________。(7)工业上用和反应合成二甲醚。已知：写出和转化为和的热化学方程式：___________。【答案】(1)等于(2)(3)(4)

(5)太阳能转化为化学能(6)作催化剂(7)【解析】（1）根据能量守恒定律可知，途径I放出的热量等干途径II放出的热量。故答案为：等于；（2）根据盖斯定律可知，②+（③+④）÷2即得到反应①，故答案为：；（3）12g炭粉是1mol,可得热化学方程式为：（4）根据焓变和化学键键能之间的关系可知，=E()+2E(H-H)-3E(C-H)-E(C-O)-E(H-O)=(1076+2×436-3×413-343-465)kJ·mol-1=-99kJ·mol-1，根据盖斯定律，②-①=③,则=-=-48.9kJ·mol-1-(-99kJ·mol-1)=+50.1kJ·mol-1；故答案为：-99、；（5）分析题图可知在太阳能的作用下，实现反应,所以实现了太阳能向化学能的转化，故答案为：太阳能转化为化学能；（6）由图可知，Zn/ZnO在反应中循环使用起到催化剂的作用，故答案为：催化剂；（7）根据盖斯定律：2×＋=2×（-48.9）-（-24.5）=122.3kJ·mol-1故答案为；18．（2022·广西桂林）工业上制备苯乙烯()的方法主要有乙苯()脱氢法和氧化法两种。乙苯脱氢法的原理为：氧化法的原理为：已知与在一定条件下发生反应：请回答下列问题：(1)乙苯脱氢法常伴有生成苯、甲苯、聚苯乙烯等副产物的反应发生。一定温度和压强下，为提高苯乙烯的选择性，可采取的措施为_____________。(2)乙苯脱氢法的反应历程模拟如下。由图可知，乙苯脱氢法的反应的_______0(填“大于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)_______eV。(3)在恒压密闭容器中，乙苯与按不同投料比发生，反应，测得乙苯的平衡转化率与温度的关系如图。①达到a点所对应的平衡状态时，容器内乙苯的体积分数为_______%。②从节能增效的角度来看，下列反应条件最适宜的是_______(填正确答案的字母序号)。A．1000K，投料比1：1

B．980K，投料比2：1C．950K，投料比3：1

D．900K，投料比1：1(4)相同反应条件下，氧化法中乙苯的转化率明显高于乙苯脱氢法，原因可能是_________________________。【答案】(1)选用合适的催化剂(2)大于

1.56(3)25

D(4)消耗转变为CO和，更有利于反应向生成苯乙烯的方向进行【解析】（1）催化剂对反应具有选择性，当反应可能有一个以上不同方向时，催化剂仅加速其中一种，故乙苯脱氢法常伴有生成苯、甲苯、聚苯乙烯等副产物的反应发生，一定温度和压强下，为提高苯乙烯的选择性，可采取的措施为选用合适的催化剂；故答案为：选用合适的催化剂；（2）由图知，生成物苯乙烯和氢气的总能量高于反应物乙苯，则乙苯脱氢法的反应的大于0；该历程中最大能垒(活化能)1.56eV；故答案为：大于；1.56；（3）由图知达到a点所对应的平衡状态时，则容器内乙苯的体积分数为;故答案为：25；乙苯平衡转化率较高的是投料比为1：1的，且反应温度在900K后乙苯的平衡转化率几乎不变化，故从节能增效的角度来看，下列反应条件最适宜的是900K，投料比1：1；故答案为：D；（4）消耗转变为CO和，更有利于反应向生成苯乙烯的方向进行故答案为：消耗转变为CO和，更有利于反应向生成苯乙烯的方向进行19．（2022·湖南·益阳平高学校）回答下列问题(1)在25℃、101kPa下，1g甲醇()燃烧生成和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为___________________。(2)

；

，_______(填“>”、“<”或“=”)，原因是___________________。(3)已知拆开1molH-H键、1molN-H键、键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则与反应生成的热化学方程式为_________________________。(4)白磷与氧可发生如下反应：已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为如下：化学键P-PP-OP=OO-OO=O键能(kJ/mol)abcde根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的_______(用代数式表示)(5)肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂反应生成和水蒸气。已知：①

②

写出肼和反应的热化学方程式_________________________。(6)将0.3mol的气态高能燃料乙硼烷()在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，该反应的热化学方程式为___________________。【答案】(1)

(2)<

气态水转化为液态水会继续放热，故第一个反应放出的热量更多，焓变为负值，故(或其他合理表述)(3)

(4)(5)

(6)

【解析】（1）在25℃、101kPa下，1g甲醇()燃烧生成和液态水时放热22.68kJ，则1mol即32g甲醇()燃烧生成和液态水时放热725.76kJ，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为

；故答案为：

；（2）气态水转化为液态水会继续放热，故第一个反应放出的热量更多，焓变为负值，故；故答案为：<；气态水转化为液态水会继续放热，故第一个反应放出的热量更多，焓变为负值，故；（3）在反应中，断裂3molH-H键，共吸收的能量为3436kJ+946kJ=2254kJ，生成2molNH3，共形成6molN-H键，放出的能量为6391kJ=2346kJ，吸收的能量少，放出的能量多，该反应为放热反应，放出的热量为2346kJ-2254kJ=92kJ，则与反应生成的热化学方程式为

；故答案为：

；（4）由白磷结构图知，1个分子中含有6个P-P键，由P4O10的结构图知，1个分子有12个P-O键，有4个P=O键，1个氧气有1个O=O键；根据反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和，得到；故答案为：；（5①

②

根据盖斯定律写出肼和反应的热化学方程式：①2-②得到

；故答案为：

；（6）根据题意知，该反应的反应物为气态乙硼烷()和氧气，生成物为固态三氧化二硼和液态水，0.3mol的气态高能燃料乙硼烷()参与反应放出649.5kJ热量，则该反应的热化学方程式为

；故答案为：

。20．（2022·山西·长治市上党区第一中学）化学能与热能的转化是当今化学研究的热点。回答下列问题：(1)卤化镁高温分解的相对能量变化如图所示。①写出该温度下MgF2(s)分解的热化学方程式：______________________。②比较热稳定性：MgBr2__________(填“>”或“<”)MgCl2。③反应MgI2(s)+Br2(g)=MgBr2(s)+I2(g)△H=__________kJ·mol-1。(2)氢氟酸是一种弱酸，已知25℃时：HF(aq)H+(aq)+F-(aq)△H=-10.4kJ·mol-1H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1则表示稀HF溶液与稀NaOH溶液的热化学方程式为______________________，氢氟酸的中和反应反应热的绝对值大于57.3kJ·mol-1的原因可能是__________。(3)H2与F2在黑暗中混合也会发生剧烈反应，反应的热化学方程式为H2(g)+F2(g)=2HF(g)△H=-546.6kJ·mol-1，查阅文献，两种化学键键能数据如表：化学键H—HF—HE/(kJ·mol-1)436565则F2(g)=2F(g)△H=__________kJ·mol-1。【答案】(1)

<

-160(2)

反应过程中氢氟酸分子电离成H+和F-需要吸收能量，消耗部分中和反应释放出的能量(3)+147.4【解析】(1)①根据题目所给能量关系图所示，假设MgF2相对能量为0，则MgF2固体分解得到的固体和气体共具有相对能量是562kJ，那么当有MgF2固体分解生成固体和气体时，反应吸收能