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浙江版高考化学复习专题九化学反应的热效应练习课件
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这是一份浙江版高考化学复习专题九化学反应的热效应练习课件，共54页。
考点1 化学反应中的能量变化
1. (2020天津,10,3分)理论研究表明,在101 kPa和298 K下,HCN(g) HNC(g)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ΔH=+59.3 kJ·ml-1C.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
2. (2020北京,12,3分)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.1 ml C(石墨)和1 ml CO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
3. (2022浙江1月选考,18,2分)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1 ml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
4. (2022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:
可根据HO(g)+HO(g) H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·ml-1。下列说法不正确的是( )A.H2的键能为436 kJ·ml-1B.O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍C.解离氧氧单键所需能量:HOO
考点2 热化学方程式 盖斯定律
6. (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:
则2O(g) O2(g)的ΔH为 ( )A.428 kJ·ml-1 B.-428 kJ·ml-1 C.498 kJ·ml-1 D.-498 kJ·ml-1
7. (2022江苏,6,3分)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(890.3 kJ·ml-1 ),是常见燃料;Si、Ge是重要的半导体材料,硅晶体表面SiO2能与氢氟 酸(HF,弱酸)反应生成H2SiF6(H2SiF6在水中完全电离为H+和Si );1885年德国化学家将硫化锗(GeS2)与H2共热制得了门捷列夫预言的类硅—锗;我国古代就掌握了青铜(铜— 锡合金)的冶炼、加工技术,制造出许多精美的青铜器;Pb、PbO2是铅酸蓄电池的电极 材料,不同铅化合物一般具有不同颜色,历史上曾广泛用作颜料。下列化学反应表示 正确的是 ( )A.SiO2与HF溶液反应:SiO2+6HF 2H++Si +2H2OB.高温下H2还原GeS2:GeS2+H2 Ge+2H2S
C.铅酸蓄电池放电时的正极反应:Pb-2e-+S PbSO4D.甲烷的燃烧:CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g) ΔH=890.3 kJ·ml-1
8. (2021浙江6月选考,21,2分)相同温度和压强下,关于反应的ΔH,下列判断正确的是 ( )A.ΔH1>0,ΔH2>0 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2C.ΔH1>ΔH2,ΔH3>ΔH2 D.ΔH2=ΔH3+ΔH4
9. (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=-2 220 kJ·ml-1②C3H6(g)+ O2(g) 3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2 058 kJ·ml-1③H2(g)+ O2(g) H2O(l) ΔH=-286 kJ·ml-1下列说法不正确的是 ( )A.C3H8(g) C3H6(g)+H2(g) ΔH=+124 kJ·ml-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 定存在:3c0(C3H8)+c0(CO2)=c(CO)+c(CO2)+3c(C3H8)+3c(C3H6)
10. (2021河北,16节选)(1)大气中的二氧化碳主要来自煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25 ℃时,相关物质的燃烧热数据如下表:
则25 ℃时H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)的热化学方程式为 。
答案 (1)6C(石墨,s)+3H2(g) C6H6(l) ΔH=+49.1 kJ·ml-1
11. (2021湖北,19节选)丙烯是一种重要的化工原料,可以在催化剂作用下,由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。反应Ⅰ(直接脱氢):C3H8(g) C3H6(g)+H2(g) ΔH1 =+125 kJ·ml-1反应Ⅱ(氧化脱氢):C3H8(g)+ O2(g) C3H6(g)+H2O(g) ΔH2=-118 kJ·ml-1(1)已知键能:E(C—H)=416 kJ·ml-1,E(H—H)=436 kJ·ml-1,由此计算生成1 ml碳碳π键 放出的能量为 kJ。答案 (1)271
12. (2022河北,16节选)(1)298 K时,1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,1 ml H2O(l)蒸发吸热44 kJ。表示H2燃烧热的热化学方程式为 。(5)甲醇燃料电池中,吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO,四步可能脱氢产 物及其相对能量如图,则最可行途径为a→ (用b~j等代号表示)。
答案 (1)H2(g)+ O2(g) H2O(l) ΔH=-286 kJ·ml-1(5)b→e→h→j
13. (2021海南,16节选)已知25 ℃,100 kPa时:①1 ml葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出2 804 kJ热量。②CO(g)+ O2(g) CO2(g) ΔH=-283 kJ·ml-1(1)25 ℃时,CO2(g)与H2O(l)经光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的热化学方程式 为 。(2)25 ℃,100 kPa时, 气态分子断开1 ml化学键的焓变称为键焓。已知O O、C O键的键焓分别为495 kJ·ml-1、799 kJ·ml-1,CO(g)分子中碳氧键的键焓为 kJ·ml-1。
答案 (1)6CO2(g)+6H2O(l) C6H12O6(s)+6O2(g) ΔH=+2 804 kJ·ml-1 (2)1 067.5
考法1 反应热的计算方法与大小比较
1. (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)2SO4的离子键强弱,设计如图所示的循环过程,可得ΔH4/(kJ·ml-1)为 ( ) A.+533 B.+686 C.+838 D.+1 143
2. (2023湖北,19节选)(1)已知C40Hx中的碳氢键和碳碳键的键能分别为431.0 kJ·ml-1和298.0 kJ·ml-1,H—H键能为436.0 kJ·ml-1。估算C40H20(g) C40H18(g)+H2(g)的ΔH= kJ·ml-1。答案 (1)128
3. (2023全国乙,28节选)(1)在N2气氛中,FeSO4·7H2O的脱水热分解过程如图所示: 根据上述实验结果,可知x= ,y= 。
(2)已知下列热化学方程式:FeSO4·7H2O(s) FeSO4(s)+7H2O(g) ΔH1=a kJ·ml-1FeSO4·xH2O(s) FeSO4(s)+xH2O(g) ΔH2=b kJ·ml-1FeSO4·yH2O(s) FeSO4(s)+yH2O(g) ΔH3=c kJ·ml-1则FeSO4·7H2O(s)+FeSO4·yH2O(s) 2(FeSO4·xH2O)(s)的ΔH= kJ·ml-1。答案 (1)4 1(2)a+c-2b
4. (2023江苏,17节选)(2)合成尿素[CO(NH2)2]是利用CO2的途径之一。尿素合成主要通过下列反应实现。反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(l)反应Ⅱ:NH2COONH4(l) CO(NH2)2(l)+H2O(l)①密闭体系中反应Ⅰ的平衡常数(K)与温度的关系如图所示,反应Ⅰ的ΔH (填 “=0”“>0”或“<0”)。
答案 (2)①<0
考法2 反应历程图像分析
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Ⅰ
6. (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 ( )
A.E6-E3=E5-E2B.可计算Cl—Cl键能为2(E2-E3) kJ·ml-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·ml-1
7. (2023北京,13,3)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
8. (2022湖南,12,4分)(双选)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>ⅡD.进程Ⅳ中,Z没有催化作用
9. (2023江苏,13,3分)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-164.7 kJ·ml-1CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2 kJ·ml-1在密闭容器中,1.01×105 Pa、n起始(CO2)∶n起始(H2)=1∶4时,CO2平衡转化率、在催化剂 作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如图所示。CH4的选择性 可表示为 ×100%。下列说法正确的是 ( )
A.反应2CO(g)+2H2(g) CO2(g)+CH4(g)的焓变ΔH=-205.9 kJ·ml-1B.CH4的平衡选择性随着温度的升高而增加C.用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530 ℃
D.450 ℃时,提高 的值或增大压强,均能使CO2平衡转化率达到X点的值
10. (2023江苏,14节选)V2O5-WO3/TiO2催化剂能催化NH3脱除烟气中的NO,反应为4NH3(g)+O2(g)+4NO(g) 4N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1 632.4 kJ·ml-1。(2)催化剂的应用。将一定物质的量浓度的NO、O2、NH3(其余为N2)气体匀速通过装 有V2O5-WO3/TiO2催化剂的反应器,测得NO的转化率随温度的变化如下图所示。反应 温度在320~360 ℃范围内,NO转化率随温度变化不明显的原因是 ;反应温度高于380 ℃,NO转化率下降,除因为进入反应器的NO被 还原的量减少外,还有 (用化学方程式表示)。
答案 (2)在该温度范围内,催化剂的活性变化不大,消耗NO的反应速率与生成NO的 反应速率随温度升高而增大,对NO转化率的影响相互抵消 4NH3+5O2 4NO+6H2O
11. (2023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:(1)已知下列反应的热化学方程式:①3O2(g) 2O3(g) K1 ΔH1=285 kJ·ml-1②2CH4(g)+O2(g) 2CH3OH(l) K2 ΔH2=-329 kJ·ml-1反应③CH4(g)+O3(g) CH3OH(l)+O2(g)的ΔH3= kJ·ml-1,平衡常数K3= (用K1、K2表示)。(2)电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、C+、Ni+等)与O3反应可得MO+。MO+与CH4反应 能高选择性地生成甲醇。分别在300 K和310 K下(其他反应条件相同)进行反应MO++
CH4 M++CH3OH,结果如下图所示。图中300 K的曲线是 (填“a”或“b”)。300 K、60 s时MO+的转化率为 (列出算式)。
(3)MO+分别与CH4、CD4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“Ⅱ”)。(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MO+与CD4反应的能量变化应为图中曲线 (填“c”或“d”)。
(ⅲ)MO+与CH2D2反应,氘代甲醇的产量CH2DOD CHD2OH(填“>”“=”或 “<”)。若MO+与CHD3反应,生成的氘代甲醇有 种。
答案 (1)-307 (2)b (1-10-0.1)×100%(3)(ⅰ)Ⅰ (ⅱ)c (ⅲ)< 2
1. (2024届七彩阳光联盟返校考,13)根据HX的水溶液能量循环图:
下列说法不正确的是 ( )A.由于氢键的存在,ΔH1(HF)>ΔH1(HCl)B.相同条件下,1 ml HF(g)的熵= 1 ml HCl(g)的熵C.相同条件下,ΔH2(HCl) >ΔH2(HBr)D.相同条件的HX(aq)中,HI(aq)酸性最强,可推测HI电离的ΔG最小
2. (2023百校3月联考,13)乙烯氢化的热化学方程式为C2H4(g)+H2(g) C2H6(g) ΔH=a kJ·ml-1,使用不同含Au催化剂的反应历程如图所示,下列说法正确的是 ( ) A.1 ml C2H6(g)的能量大于1 ml C2H4(g)与1 ml H2(g)具有的能量之和B.该反应的焓变:ΔH=-129.6 kJ·ml-1C.过渡态物质的稳定性:过渡态1大于过渡态2
D.相应的活化能:催化剂AuF小于催化剂AuP
3. (2023宁波选考模拟考试,14)一定条件下,CH3CH CH2与HCl发生加成反应有①、②两种可能,反应进程中能量变化如图所示。下列说法中不正确的是 ( )A.反应①、②焓变不同,与产物稳定性有关,与反应的中间状态无关B.反应①、②均经过两步反应完成,对应的分步反应过程中均放出热量C.其他条件不变,适当升高反应温度,可以提高产物中CH3CH2CH2Cl(g)的比例D.相同条件下,CH3CHClCH3(g)的生成速率大于CH3CH2CH2Cl(g)
4. (2023杭州教学质量检测,14)2-溴-2-甲基丙烷发生水解反应[(CH3)3CBr+H2O (CH3)3COH+HBr]的能量变化与反应进程的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.溶液酸性增强,(CH3)3CBr+H2O (CH3)3COH转化率升高B.升高温度,有利于提高反应速率和原料平衡转化率C.分子中碳溴键断裂的速率比(CH3)3C+与H2O结合的速率快D.推测(CH3)3C—X水解生成(CH3)3COH的速率:(CH3)3C—I>(CH3)3C—Br>(CH3)3C—Cl
5. (2024届浙南名校联盟联考一,14)反应S2 (aq)+2I-(aq) 2S (aq)+I2(aq)在加入Fe3+后反应进程中的能量变化如下,已知反应机理中有Fe2+出现。下列有关该反应的 说法正确的是 ( )
A.步骤①的热化学方程式为2Fe3+(aq)+2I-(aq) I2(aq)+2Fe2+(aq) ΔH=(E3-E1)kJ·ml-1B.决速步是第②步C.升高温度可以更容易检测到Fe2+D.无Fe3+时,反应的活化能小于(E3-E2)kJ·ml-1,但是ΔH相同
6. (2024届南京学情调研,17节选)“碳达峰、碳中和”是我国社会发展重大战略之一。CH4与CO2经催化重整可制得CO和H2,相关反应如下。主反应:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH副反应:Ⅰ.H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) ΔH1Ⅱ.2CO(g) CO2(g)+C(s) ΔH2Ⅲ.CH4(g) C(s)+2H2(g) ΔH3Ⅳ.CO(g)+H2(g) C(s)+H2O(g) ΔH4其中,副反应Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ形成的积炭易导致催化剂活性降低。(1)主反应的ΔH= 。
答案 (1)ΔH3-ΔH2或ΔH1+ΔH3-ΔH4
7. (2024届扬州期初调研,17节选)(2)CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:主反应:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=-156.9 kJ·ml-1副反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.1 kJ·ml-1已知:2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) ΔH3=-395.6 kJ·ml-1,则CH4燃烧的热化学方程式CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g) ΔH= 。答案 (2)-634.3 kJ·ml-1
8. (2024届嘉兴教学测试,19节选)在Cu/ZnO催化剂作用下,CO2和H2可发生反应生成CH3OH和CO,热化学方程式如下:Ⅰ.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-50.1 kJ/mlⅡ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2 kJ/ml(1)已知:2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mlH2O(g) H2O(l) ΔH=-44 kJ/ml写出表示氢气燃烧热的热化学方程式: 。
答案 (1)H2(g)+ O2(g) H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/ml
9. (2024届七彩阳光联盟开学考,19节选)(1)已知:在25 ℃和101 kPa条件下,甲醇的燃烧热为726.5 kJ·ml-1,乙烯的燃烧热为1 411 kJ·ml-1,RlnK=- +C(Ea为活化能,R、C为常数,K为平衡常数)。则:①CH3OH脱水生成C2H4的热化学方程式是 ,该反应自发进行的条件是 (填“较低”“较高”或“任意”)温度。
1. (2023金丽衢十二校3月联考,14)25 ℃,有关物质的能量转化图如下,又已知RO2是R的稳定氧化物,下列说法不正确的是 ( )
A.25 ℃时,单质R的标准燃烧热ΔH=-393.5 kJ·ml-1B.若RO的摩尔质量为28 g·ml-1,则RO的热值约为10.1 kJ·g-1C.转化Ⅱ的热化学方程式为2RO(g)+O2(g) 2RO2(g) ΔH=-282.9 kJ·ml-1D.由R→RO的热化学方程式为2R(s)+O2(g) 2RO(g) ΔH=-221.2 kJ·ml-1
2. (2023杭州重点中学3月月考,14)N2、CO2与Fe+体系中存在如图1所示物质转化关系,已知Fe+(s)与中间产物N2O(g)反应过程中的能量变化如图2所示。下列说法错误的 是( )
A.ΔH=-(ΔH1+ΔH2+ΔH3)B.Fe+在反应中作催化剂,能降低反应的活化能C.ΔH1和ΔH2均小于0D.由图2可知,反应Fe+(s)+N2O(g) FeO+(s)+N2(g) ΔH4<0
3. (2024届A9协作体返校考,19节选)工业上制备CH3OH发生如下反应:反应1:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.5 kJ/ml反应2:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2 kJ/ml(1)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),该反应的ΔH= kJ/ml答案 (1)-90.7
4. (2024届嘉兴9月教学测试,14)一定温度下,CH3CH2CH3的氯化、溴化过程中决速步反应能量图及一段时间后产物的选择性如图所示。
下列叙述不正确的是 ( )A.ΔH1+ΔH4=ΔH2+ΔH3B.升高温度,体系(未平衡)中n(1-氯丙烷)与n(2-氯丙烷)的比值增大C.在该温度下,丙烷与体积比为1∶1的Cl2(g)和Br2(g)的混合气体反应,产物中2-溴丙烷含量最高D.以丙烷为原料合成丙醇时,“先溴代再水解”有利于提高2-丙醇的含量
5. (2024届新阵地教育联盟联考二,14)已知1,3-丁二烯与HBr加成的能量—反应进程图如下(图中ΔH1、ΔH2、ΔH3表示各步正向反应的焓变)。下列说法不正确的是 ( )
A.选择相对较低的温度,并在较短时间及时分离可获得较高产率的1,2-加成产物B.增大溴离子浓度可以提高整体反应的速率C.根据该反应可推测,1,3,5-己三烯与HBr在高温下反应的主要产物应为CH3CH CHCH CHCH2BrD.1,3-丁二烯与HBr发生1,2-加成的反应热为ΔH1+ΔH2,发生1,4-加成的反应热为ΔH1+ΔH3
6. (2023湖丽衢三地市4月联考,14)甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应的部分机理与能量变化如下:链引发:Cl2(g) 2Cl·(g) ΔH1=+242.7 kJ·ml-1链增长:部分反应进程与势能变化关系如图(所有物质状态为气态)……链终止:Cl·(g)+·CH3(g) CH3Cl(g) ΔH2=-371 kJ·ml-1
下列说法不正确的是 ( )A.Cl—Cl键的键能为242.7 kJ·ml-1B.链增长中反应速率较快的一步的热化学方程式为CH4(g)+Cl·(g) ·CH3(g)+HCl(g) ΔH=+7.5 kJ·ml-1C.链增长过程中可能产生·CH2Cl、·CHCl2、·CCl3D.链终止反应的过程中,还可能会生成少量的乙烷
7. (2023台州二模,14)反应2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH=-620.9 kJ·ml-1分三步进行,各步的相对能量变化如图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示:
考点1 化学反应中的能量变化
1. (2020天津,10,3分)理论研究表明,在101 kPa和298 K下,HCN(g) HNC(g)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ΔH=+59.3 kJ·ml-1C.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
2. (2020北京,12,3分)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.1 ml C(石墨)和1 ml CO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
3. (2022浙江1月选考,18,2分)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1 ml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
4. (2022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:
可根据HO(g)+HO(g) H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·ml-1。下列说法不正确的是( )A.H2的键能为436 kJ·ml-1B.O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍C.解离氧氧单键所需能量:HOO
考点2 热化学方程式 盖斯定律
6. (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:
则2O(g) O2(g)的ΔH为 ( )A.428 kJ·ml-1 B.-428 kJ·ml-1 C.498 kJ·ml-1 D.-498 kJ·ml-1
7. (2022江苏,6,3分)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(890.3 kJ·ml-1 ),是常见燃料;Si、Ge是重要的半导体材料,硅晶体表面SiO2能与氢氟 酸(HF,弱酸)反应生成H2SiF6(H2SiF6在水中完全电离为H+和Si );1885年德国化学家将硫化锗(GeS2)与H2共热制得了门捷列夫预言的类硅—锗;我国古代就掌握了青铜(铜— 锡合金)的冶炼、加工技术,制造出许多精美的青铜器;Pb、PbO2是铅酸蓄电池的电极 材料,不同铅化合物一般具有不同颜色,历史上曾广泛用作颜料。下列化学反应表示 正确的是 ( )A.SiO2与HF溶液反应:SiO2+6HF 2H++Si +2H2OB.高温下H2还原GeS2:GeS2+H2 Ge+2H2S
C.铅酸蓄电池放电时的正极反应:Pb-2e-+S PbSO4D.甲烷的燃烧:CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g) ΔH=890.3 kJ·ml-1
8. (2021浙江6月选考,21,2分)相同温度和压强下,关于反应的ΔH,下列判断正确的是 ( )A.ΔH1>0,ΔH2>0 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2C.ΔH1>ΔH2,ΔH3>ΔH2 D.ΔH2=ΔH3+ΔH4
9. (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=-2 220 kJ·ml-1②C3H6(g)+ O2(g) 3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2 058 kJ·ml-1③H2(g)+ O2(g) H2O(l) ΔH=-286 kJ·ml-1下列说法不正确的是 ( )A.C3H8(g) C3H6(g)+H2(g) ΔH=+124 kJ·ml-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 定存在:3c0(C3H8)+c0(CO2)=c(CO)+c(CO2)+3c(C3H8)+3c(C3H6)
10. (2021河北,16节选)(1)大气中的二氧化碳主要来自煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25 ℃时,相关物质的燃烧热数据如下表:
则25 ℃时H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)的热化学方程式为 。
答案 (1)6C(石墨,s)+3H2(g) C6H6(l) ΔH=+49.1 kJ·ml-1
11. (2021湖北,19节选)丙烯是一种重要的化工原料,可以在催化剂作用下,由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。反应Ⅰ(直接脱氢):C3H8(g) C3H6(g)+H2(g) ΔH1 =+125 kJ·ml-1反应Ⅱ(氧化脱氢):C3H8(g)+ O2(g) C3H6(g)+H2O(g) ΔH2=-118 kJ·ml-1(1)已知键能:E(C—H)=416 kJ·ml-1,E(H—H)=436 kJ·ml-1,由此计算生成1 ml碳碳π键 放出的能量为 kJ。答案 (1)271
12. (2022河北,16节选)(1)298 K时,1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,1 ml H2O(l)蒸发吸热44 kJ。表示H2燃烧热的热化学方程式为 。(5)甲醇燃料电池中,吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO,四步可能脱氢产 物及其相对能量如图,则最可行途径为a→ (用b~j等代号表示)。
答案 (1)H2(g)+ O2(g) H2O(l) ΔH=-286 kJ·ml-1(5)b→e→h→j
13. (2021海南,16节选)已知25 ℃,100 kPa时:①1 ml葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出2 804 kJ热量。②CO(g)+ O2(g) CO2(g) ΔH=-283 kJ·ml-1(1)25 ℃时,CO2(g)与H2O(l)经光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的热化学方程式 为 。(2)25 ℃,100 kPa时, 气态分子断开1 ml化学键的焓变称为键焓。已知O O、C O键的键焓分别为495 kJ·ml-1、799 kJ·ml-1,CO(g)分子中碳氧键的键焓为 kJ·ml-1。
答案 (1)6CO2(g)+6H2O(l) C6H12O6(s)+6O2(g) ΔH=+2 804 kJ·ml-1 (2)1 067.5
考法1 反应热的计算方法与大小比较
1. (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)2SO4的离子键强弱,设计如图所示的循环过程,可得ΔH4/(kJ·ml-1)为 ( ) A.+533 B.+686 C.+838 D.+1 143
2. (2023湖北,19节选)(1)已知C40Hx中的碳氢键和碳碳键的键能分别为431.0 kJ·ml-1和298.0 kJ·ml-1,H—H键能为436.0 kJ·ml-1。估算C40H20(g) C40H18(g)+H2(g)的ΔH= kJ·ml-1。答案 (1)128
3. (2023全国乙,28节选)(1)在N2气氛中,FeSO4·7H2O的脱水热分解过程如图所示: 根据上述实验结果,可知x= ,y= 。
(2)已知下列热化学方程式:FeSO4·7H2O(s) FeSO4(s)+7H2O(g) ΔH1=a kJ·ml-1FeSO4·xH2O(s) FeSO4(s)+xH2O(g) ΔH2=b kJ·ml-1FeSO4·yH2O(s) FeSO4(s)+yH2O(g) ΔH3=c kJ·ml-1则FeSO4·7H2O(s)+FeSO4·yH2O(s) 2(FeSO4·xH2O)(s)的ΔH= kJ·ml-1。答案 (1)4 1(2)a+c-2b
4. (2023江苏,17节选)(2)合成尿素[CO(NH2)2]是利用CO2的途径之一。尿素合成主要通过下列反应实现。反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(l)反应Ⅱ:NH2COONH4(l) CO(NH2)2(l)+H2O(l)①密闭体系中反应Ⅰ的平衡常数(K)与温度的关系如图所示,反应Ⅰ的ΔH (填 “=0”“>0”或“<0”)。
答案 (2)①<0
考法2 反应历程图像分析
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Ⅰ
6. (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 ( )
A.E6-E3=E5-E2B.可计算Cl—Cl键能为2(E2-E3) kJ·ml-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·ml-1
7. (2023北京,13,3)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
8. (2022湖南,12,4分)(双选)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>ⅡD.进程Ⅳ中,Z没有催化作用
9. (2023江苏,13,3分)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-164.7 kJ·ml-1CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2 kJ·ml-1在密闭容器中,1.01×105 Pa、n起始(CO2)∶n起始(H2)=1∶4时,CO2平衡转化率、在催化剂 作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如图所示。CH4的选择性 可表示为 ×100%。下列说法正确的是 ( )
A.反应2CO(g)+2H2(g) CO2(g)+CH4(g)的焓变ΔH=-205.9 kJ·ml-1B.CH4的平衡选择性随着温度的升高而增加C.用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530 ℃
D.450 ℃时,提高 的值或增大压强,均能使CO2平衡转化率达到X点的值
10. (2023江苏,14节选)V2O5-WO3/TiO2催化剂能催化NH3脱除烟气中的NO,反应为4NH3(g)+O2(g)+4NO(g) 4N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1 632.4 kJ·ml-1。(2)催化剂的应用。将一定物质的量浓度的NO、O2、NH3(其余为N2)气体匀速通过装 有V2O5-WO3/TiO2催化剂的反应器,测得NO的转化率随温度的变化如下图所示。反应 温度在320~360 ℃范围内,NO转化率随温度变化不明显的原因是 ;反应温度高于380 ℃,NO转化率下降,除因为进入反应器的NO被 还原的量减少外,还有 (用化学方程式表示)。
答案 (2)在该温度范围内,催化剂的活性变化不大,消耗NO的反应速率与生成NO的 反应速率随温度升高而增大,对NO转化率的影响相互抵消 4NH3+5O2 4NO+6H2O
11. (2023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:(1)已知下列反应的热化学方程式:①3O2(g) 2O3(g) K1 ΔH1=285 kJ·ml-1②2CH4(g)+O2(g) 2CH3OH(l) K2 ΔH2=-329 kJ·ml-1反应③CH4(g)+O3(g) CH3OH(l)+O2(g)的ΔH3= kJ·ml-1,平衡常数K3= (用K1、K2表示)。(2)电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、C+、Ni+等)与O3反应可得MO+。MO+与CH4反应 能高选择性地生成甲醇。分别在300 K和310 K下(其他反应条件相同)进行反应MO++
CH4 M++CH3OH,结果如下图所示。图中300 K的曲线是 (填“a”或“b”)。300 K、60 s时MO+的转化率为 (列出算式)。
(3)MO+分别与CH4、CD4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“Ⅱ”)。(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MO+与CD4反应的能量变化应为图中曲线 (填“c”或“d”)。
(ⅲ)MO+与CH2D2反应,氘代甲醇的产量CH2DOD CHD2OH(填“>”“=”或 “<”)。若MO+与CHD3反应,生成的氘代甲醇有 种。
答案 (1)-307 (2)b (1-10-0.1)×100%(3)(ⅰ)Ⅰ (ⅱ)c (ⅲ)< 2
1. (2024届七彩阳光联盟返校考,13)根据HX的水溶液能量循环图:
下列说法不正确的是 ( )A.由于氢键的存在,ΔH1(HF)>ΔH1(HCl)B.相同条件下,1 ml HF(g)的熵= 1 ml HCl(g)的熵C.相同条件下,ΔH2(HCl) >ΔH2(HBr)D.相同条件的HX(aq)中,HI(aq)酸性最强,可推测HI电离的ΔG最小
2. (2023百校3月联考,13)乙烯氢化的热化学方程式为C2H4(g)+H2(g) C2H6(g) ΔH=a kJ·ml-1,使用不同含Au催化剂的反应历程如图所示,下列说法正确的是 ( ) A.1 ml C2H6(g)的能量大于1 ml C2H4(g)与1 ml H2(g)具有的能量之和B.该反应的焓变:ΔH=-129.6 kJ·ml-1C.过渡态物质的稳定性:过渡态1大于过渡态2
D.相应的活化能:催化剂AuF小于催化剂AuP
3. (2023宁波选考模拟考试,14)一定条件下,CH3CH CH2与HCl发生加成反应有①、②两种可能,反应进程中能量变化如图所示。下列说法中不正确的是 ( )A.反应①、②焓变不同,与产物稳定性有关,与反应的中间状态无关B.反应①、②均经过两步反应完成,对应的分步反应过程中均放出热量C.其他条件不变,适当升高反应温度,可以提高产物中CH3CH2CH2Cl(g)的比例D.相同条件下,CH3CHClCH3(g)的生成速率大于CH3CH2CH2Cl(g)
4. (2023杭州教学质量检测,14)2-溴-2-甲基丙烷发生水解反应[(CH3)3CBr+H2O (CH3)3COH+HBr]的能量变化与反应进程的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.溶液酸性增强,(CH3)3CBr+H2O (CH3)3COH转化率升高B.升高温度,有利于提高反应速率和原料平衡转化率C.分子中碳溴键断裂的速率比(CH3)3C+与H2O结合的速率快D.推测(CH3)3C—X水解生成(CH3)3COH的速率:(CH3)3C—I>(CH3)3C—Br>(CH3)3C—Cl
5. (2024届浙南名校联盟联考一,14)反应S2 (aq)+2I-(aq) 2S (aq)+I2(aq)在加入Fe3+后反应进程中的能量变化如下,已知反应机理中有Fe2+出现。下列有关该反应的 说法正确的是 ( )
A.步骤①的热化学方程式为2Fe3+(aq)+2I-(aq) I2(aq)+2Fe2+(aq) ΔH=(E3-E1)kJ·ml-1B.决速步是第②步C.升高温度可以更容易检测到Fe2+D.无Fe3+时,反应的活化能小于(E3-E2)kJ·ml-1,但是ΔH相同
6. (2024届南京学情调研,17节选)“碳达峰、碳中和”是我国社会发展重大战略之一。CH4与CO2经催化重整可制得CO和H2,相关反应如下。主反应:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH副反应:Ⅰ.H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) ΔH1Ⅱ.2CO(g) CO2(g)+C(s) ΔH2Ⅲ.CH4(g) C(s)+2H2(g) ΔH3Ⅳ.CO(g)+H2(g) C(s)+H2O(g) ΔH4其中,副反应Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ形成的积炭易导致催化剂活性降低。(1)主反应的ΔH= 。
答案 (1)ΔH3-ΔH2或ΔH1+ΔH3-ΔH4
7. (2024届扬州期初调研,17节选)(2)CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:主反应:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=-156.9 kJ·ml-1副反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.1 kJ·ml-1已知:2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) ΔH3=-395.6 kJ·ml-1,则CH4燃烧的热化学方程式CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g) ΔH= 。答案 (2)-634.3 kJ·ml-1
8. (2024届嘉兴教学测试,19节选)在Cu/ZnO催化剂作用下,CO2和H2可发生反应生成CH3OH和CO,热化学方程式如下:Ⅰ.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-50.1 kJ/mlⅡ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2 kJ/ml(1)已知:2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mlH2O(g) H2O(l) ΔH=-44 kJ/ml写出表示氢气燃烧热的热化学方程式: 。
答案 (1)H2(g)+ O2(g) H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/ml
9. (2024届七彩阳光联盟开学考,19节选)(1)已知:在25 ℃和101 kPa条件下,甲醇的燃烧热为726.5 kJ·ml-1,乙烯的燃烧热为1 411 kJ·ml-1,RlnK=- +C(Ea为活化能,R、C为常数,K为平衡常数)。则:①CH3OH脱水生成C2H4的热化学方程式是 ,该反应自发进行的条件是 (填“较低”“较高”或“任意”)温度。
1. (2023金丽衢十二校3月联考,14)25 ℃,有关物质的能量转化图如下,又已知RO2是R的稳定氧化物,下列说法不正确的是 ( )
A.25 ℃时,单质R的标准燃烧热ΔH=-393.5 kJ·ml-1B.若RO的摩尔质量为28 g·ml-1,则RO的热值约为10.1 kJ·g-1C.转化Ⅱ的热化学方程式为2RO(g)+O2(g) 2RO2(g) ΔH=-282.9 kJ·ml-1D.由R→RO的热化学方程式为2R(s)+O2(g) 2RO(g) ΔH=-221.2 kJ·ml-1
2. (2023杭州重点中学3月月考,14)N2、CO2与Fe+体系中存在如图1所示物质转化关系,已知Fe+(s)与中间产物N2O(g)反应过程中的能量变化如图2所示。下列说法错误的 是( )
A.ΔH=-(ΔH1+ΔH2+ΔH3)B.Fe+在反应中作催化剂,能降低反应的活化能C.ΔH1和ΔH2均小于0D.由图2可知,反应Fe+(s)+N2O(g) FeO+(s)+N2(g) ΔH4<0
3. (2024届A9协作体返校考,19节选)工业上制备CH3OH发生如下反应:反应1:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.5 kJ/ml反应2:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2 kJ/ml(1)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),该反应的ΔH= kJ/ml答案 (1)-90.7
4. (2024届嘉兴9月教学测试,14)一定温度下,CH3CH2CH3的氯化、溴化过程中决速步反应能量图及一段时间后产物的选择性如图所示。
下列叙述不正确的是 ( )A.ΔH1+ΔH4=ΔH2+ΔH3B.升高温度,体系(未平衡)中n(1-氯丙烷)与n(2-氯丙烷)的比值增大C.在该温度下,丙烷与体积比为1∶1的Cl2(g)和Br2(g)的混合气体反应,产物中2-溴丙烷含量最高D.以丙烷为原料合成丙醇时,“先溴代再水解”有利于提高2-丙醇的含量
5. (2024届新阵地教育联盟联考二,14)已知1,3-丁二烯与HBr加成的能量—反应进程图如下(图中ΔH1、ΔH2、ΔH3表示各步正向反应的焓变)。下列说法不正确的是 ( )
A.选择相对较低的温度,并在较短时间及时分离可获得较高产率的1,2-加成产物B.增大溴离子浓度可以提高整体反应的速率C.根据该反应可推测,1,3,5-己三烯与HBr在高温下反应的主要产物应为CH3CH CHCH CHCH2BrD.1,3-丁二烯与HBr发生1,2-加成的反应热为ΔH1+ΔH2,发生1,4-加成的反应热为ΔH1+ΔH3
6. (2023湖丽衢三地市4月联考,14)甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应的部分机理与能量变化如下:链引发:Cl2(g) 2Cl·(g) ΔH1=+242.7 kJ·ml-1链增长:部分反应进程与势能变化关系如图(所有物质状态为气态)……链终止:Cl·(g)+·CH3(g) CH3Cl(g) ΔH2=-371 kJ·ml-1
下列说法不正确的是 ( )A.Cl—Cl键的键能为242.7 kJ·ml-1B.链增长中反应速率较快的一步的热化学方程式为CH4(g)+Cl·(g) ·CH3(g)+HCl(g) ΔH=+7.5 kJ·ml-1C.链增长过程中可能产生·CH2Cl、·CHCl2、·CCl3D.链终止反应的过程中,还可能会生成少量的乙烷
7. (2023台州二模,14)反应2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH=-620.9 kJ·ml-1分三步进行,各步的相对能量变化如图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示:
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