專題十八化學反應的熱效應

典例分析

【解題技巧】

化學反應中的能量變化

1、吸熱反應與放熱反應（從三個角度理解產生化學反應熱效應的原因）

能量

H,生成物

的總能過

H、反應物

的總能量

反應過程反應過程

放熱反應白，＜（）吸熱反叱白也⑷

（1）從能量高低角度理解

生成物的總能量）一%（反應物的總能量）

（2）從微觀角度理解

反應物的鍵能總和一生成物的鍵能總和

（3）從活化能角度理解

AH=Ei（正反應活化能）一石2（逆反應活化能）

【常見的放熱反應和吸熱反應】

放熱反應：①可燃物的燃燒；②酸堿中和反應；③大多數化合反應；④金屬跟酸

的置換反應；⑤物質的緩慢氧化等。

吸熱反應：①大多數分解反應；②鹽的水解和弱電解質的電離；（3）Ba（OH）2.8H2O

與NH4cl反應；④碳和水蒸氣、C和C02的反應等。

2、燃燒熱和中和熱

（1）燃燒熱

①概念：在101kPa時，1mol純物質完全燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物

質的燃燒熱。

其中的“完全燃燒”，是指物質中下列元素完全轉變成對應的氧化物：C-C02（g）,

HTH2（3（1）,S—S02（g）等。

②在書寫熱化學方程式時，應以燃燒1mol物質為標準來配平其余物質的化學計量數。例

25

如：C8Hi8(l)+TO2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)AH=-5518kJ-mori。

(2)中和熱

①概念：在稀溶液中，強酸跟強堿發生中和反應生成l」nol液態H2O時的反應熱叫中和熱。

+

②用離子方程式可表示為OH-(aq)+H(aq)=H2O(l)AH=-57.3kJ-moF^

3、正確理解活化能與反應熱的關系

⑴催化劑能降低反應所需活化能，但不影響焰變的大小。

⑵在無催化劑的情況下，Ei為正反應的活化能，E2為逆反應的活化能，即EI=E2+|A"|。

熱化學方程式

1、熱化學方程式書寫步驟

—寫出配平的化學方程式

用s、l、g、aq標明物質的聚集狀態

三標_標明反應的溫度和壓強(101kPa,

條件一25°C時可不標注)

四標在方程式后寫出并根據信息注

△H明AH的“+”或“―”

根據化學計量數計算寫出的數

值

【注意】

(1)與反應的“可逆性”

可逆反應的表示反應完全反應時的熱量變化，與反應是否可逆無關。如

AH=—92.4kJ-mol-1o表示在298K時，1molN2(g)和3moiH2(g)

N2(g)+3H2(g)2NH,(g)

完全反應生成2molNH3（g）時放出92.4kJ的熱量。但實際上1molN2（g）和3molH?（g）充分反

應，不可能生成2nlolNH3（g）,故實際反應放出的熱量小于92.4kJ。

（2）物質的物理變化過程中，也會有能量的變化，在進行反應熱的有關計算時，必須要考慮

到物理變化時的熱效應，如物質的三態變化。

2、“五審”法突破熱化學方程式的正誤判斷

一放熱反應一定為“一”，吸熱反應一定為“十”

單位一定為“kJ?molT"，易錯寫成“kJ”

二審單位

或漏寫

物質的聚集狀態必須正確.特別是溶液中

三審狀態—的反應易寫錯

反應熱的數值必須與方程式的化學計量數

_相對應，即化學計量數與成正比。當

四審數值

一反應逆向進行時，其反應熱與正反應的反

對應性.*

?應熱數值相等，符號相反

一如燃燒熱、中和熱的熱化學方程式

符合概念

反應熱的計算與比較

1、蓋斯定律

應用蓋斯定律進行簡單計算時，關鍵在于設計反應過程，同時注意：

⑴參照新的熱化學方程式（目標熱化學方程式），結合原熱化學方程式（一般為2?3個）進行合

理“變形”，如熱化學方程式顛倒、乘或除以某一個數，然后將它們相加、減，得到目標熱化

學方程式，可得出目標熱化學方程式的AH與原熱化學方程式之間的換算關系。

⑵當熱化學方程式乘、除以某一個數時，AH也應相應地乘、除以某一個數；方程式進行加

減運算時，AH也同樣要進行加減運算，且要帶“十”“一”符號。

⑶將一個熱化學方程式顛倒書寫時，的符號也隨之改變，但數值不變。

（4）在涉及反應過程中，會遇到同一物質的三態（固、液、氣）的相互轉化，狀態由固一液一氣

變化時，會吸熱；反之會放熱。

步驟如下：

］根據痔求解的熱化學方程式中的反應物和生成

找出I物找出可用的已知熱化學方程式.

J①根抱將求解的然化學方程式試■可用熱

I［化學方程式的方向.同時隔整AH的符號.

j②根據梅求解的熱化學方程式將M整好的

|德化學方程式進行化盾或擴大相應的倍數.

I

加和將調整好的熱化學方程式和AH進行加和.

，(AH隨熊化學方程式的調帙而相應進行加、X,

求篇|承、除運算.

］

桂杏檢我得出的短化學方程式是否正?.

2、反應熱大小比較法—蓋斯定律“矢量三角”

(1)同一個反應，生成物的狀態不相同

有如下兩個熱化學方程式：2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)AHi

2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)AH2(AHI和A也都小于0),請比較AM和AH2的大小。

結合反應本身的特點，設計如下的“矢量三角”：

依據蓋斯定律得AH1+AH3=AH2,即A“2—AHI=A83<0,故AHI>AH2。

(2)同一個反應，反應物的狀態不相同

有如下兩個熱化學方程式：S(s)+O2(g)===SO2(g)AHi

S(g)+O2(g)===SO2(g)AH2(AH1和AH2都小于0),請比較AH1和AH2的大小。

結合反應本身的特點，設計如下的“矢量三角”：

依據蓋斯定律得A%+AM=AH2,即A%—AHI=AH3<0,故AHI>AH2。

(3)對于不同反應，當它們之間有關聯時

有如下兩個熱化學方程式：C(s)+O2(g)===CO2(g)

1

C(s)+2O2(g)==CO(g)AH2(AH!和AH2都小于0),請比較AHi和的大小。

結合反應本身的特點，設計如下的“矢量三角”：

依據蓋斯定律得A%+AH3=AHI，即AHI—AH2=AH3<0,故A82>AHI。

【真題鏈接】

1.[2024年貴州高考真題]AgCN與CH3cHzBr可發生取代反應，反應過程中CN-的C原子和

N原子均可進攻CH3cH?Br,分別生成晴(CH3cH?CN)和異晴(CH3cH?NC)兩種產物。通過

量子化學計算得到的反應歷程及能量變化如圖(TS為過渡態，I、n為后續物)。

產|能量NCH,

CH,TSI0/

N-T及i「C-CH2

IIIBr/'、|/\1'、

異月青C..Z/'、十1/\\Aeg---Br

丹陽/AgCN+CHCH,Br

CH3cHzNC+AgBr/3

—'、IT/'\

CH3cHzCN+AgBr

CHCHN=C--Ag---Br：'>.

321\1

?CH3cH2c三N一Ag-iBr

金應進程反應進程’

由圖示信息，下列說法錯誤的是()

A.從CH3cHzBr生成CH3cH?CN和CH3cH?NC的反應都是放熱反應

B.過渡態TSI是由CN-的C原子進攻CH3cHzBr的a-C而形成的

C.I中“N-Ag”之間的作用力比n中“c-Ag”之間的作用力弱

D.生成CH3cH?CN放熱更多，低溫時CH3cH2CN是主要產物

2.[2024年廣東高考真題]對反應S(g),T(g)(I為中間產物)，相同條件下：①加入催化

劑，反應達到平衡所需時間大幅縮短；②提高反應溫度，c平(S)/%(T)增大，c平(S)/c平⑴減

小。基于以上事實，可能的反應歷程示意圖(一為無催化劑，-為有催化劑)為()

反應進程

3.[2024年北京高考真題]苯在濃HNO3和濃H2sO’作用下，反應過程中能量變化示意圖如

下。下列說法不正確的是（）

過渡態1

過渡態2-1

./過渡態2-2

，中間體0--------------、、

S、\產物IHOBO#

反應物/+HQSO-

\—X

O+NOI+HOSO-'、產物口6、＞於。.

M

O

A.從中間體到產物，無論從產物穩定性還是反應速率的角度均有利于產物II

B.X為苯的加成產物，Y為苯的取代產物

C.由苯得到M時，苯中的大兀鍵沒有變化

D.對于生成Y的反應，濃H2sO,作催化劑

4.[2024年甘肅高考真題]甲烷在某含Mo催化劑作用下部分反應的能量變化如圖所示，下列

說法錯誤的是（）

。7o

(

>

)。SOO

翱

器

蕓-49

要06.

-7-1

L

-OO

反應過程

A.E2=1.41eV

B.步驟2逆向反應的AH=+0.29eV

C.步驟1的反應比步驟2快

D.該過程實現了甲烷的氧化

5.[2024年安徽高考真題]某溫度下，在密閉容器中充入一定量的X(g),發生下列反應:

X(g).Y(g)(AH1<0),Y(g).Z(g)(AH2<0),測得各氣體濃度與反應時間的關系如圖

所示。下列反應進程示意圖符合題意的是()

反應進程反應進程

6.[2023年廣東高考真題]催化劑I和n均能催化反應R(g)「"P(g)。反應歷程(如圖)

中，M為中間產物。其它條件相同時，下列說法不正確的是()

A.使用I和n,反應歷程都分4步進行

B.反應達平衡時，升高溫度，R的濃度增大

c.使用n時，反應體系更快達到平衡

D.使用I時，反應過程中M所能達到的最高濃度更大

7.[2020年浙江高考真題]lOOmLOZOOmollTCuSO,溶液與L95g鋅粉在量熱計中充分反應。測

得反應前溫度為20.1℃,反應后最高溫度為30.1℃。

已知：反應前后，溶液的比熱容均近似為4.18J.gT，CT、溶液的密度均近似為1.00g-cnT③，忽

略溶液體積、質量變化和金屬吸收的熱量。請計算：

(1)反應放出的熱量。=J。

1

(2)反應Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)的AH=kJ,mol(列式計算)。

參考答案

1.答案：D

解析：A.由反應歷程及能量變化圖可知，兩種路徑生成的產物的總能量均低于反應物，故從

CH3CH2Br生成CH3CH2CN和CH3CH2NC的反應都是放熱反應，A項正確；

B.與Br原子相連的C原子為a-C,由反應歷程及能量變化圖可知，過渡態TS1是由CN的C

原子進攻CH3cHzBr的a-C,形成碳碳鍵，B項正確；

C.由反應歷程及能量變化圖可知，后續物I、II轉化為產物，分別斷開的是N-Ag和C-Ag,

且后者吸收更多的能量，故I中“N-Ag”之間的作用力比n中“C-Ag”之間的作用力弱，C項

正確；

D.由于生成CH3cH?CN所需要的活化能高，反應速率慢，故低溫時更容易生成CH3cH?NC,

為主要產物，D項錯誤；

故選D。

2.答案：A

解析：提高反應溫度，c平(S)/c平(T)增大，說明反應S(g).，T(g)的平衡逆向移動，即該反應

為放熱反應，。平(S)/c平(I)減小，說明S生成中間產物I的反應平衡正向移動，屬于吸熱反

應，由此可排除C、D選項，加入催化劑，反應達到平衡所需時間大幅縮短，即反應的決速

步驟的活化能下降，使得反應速率大幅加快，活化能大的步驟為決速步驟，符合條件的反應

歷程示意圖為A,故A正確，故選A。

3.答案：C

解析：生成產物n的反應的活化能更低，反應速率更快，且產物II的能量更低即產物II更穩

定，以上2個角度均有利于產物n,A正確；根據前后結構對照，X為米的加成產物，Y為

苯的取代產物，B正確；M的六元環中與一NC>2相連的C為sp3雜化，苯中大兀鍵發生改

變，C錯誤；苯的硝化反應中濃H2sO,作催化劑，D正確。

4.答案：C

解析：A.由能量變化圖可知，E2=0.70eV-(-0.71eV)=1.41eV,A項正確；

B.由能量變化圖可知，步驟2逆向反應的AH=0.71eV-(-L00eV)=+0.29eV,B項正確；

C.由能量變化圖可知，步驟1的活化能耳=0.70eV,步驟2的活化能

E3=.0.49eV-(-0.71eV)=0.22eV,步驟1的活化能大于步驟2的活化能，步驟1的反應比步驟2

慢，C項錯誤；

D.該過程甲烷轉化為甲醇，屬于加氧氧化，該過程實現了甲烷的氧化，D項正確；

故選C。

5.答案：B

解析：由題圖可知，生成Y的速率大于生成Z的速率，則第一步反應的活化能比第二步反應

的活化能小，C項、D項錯誤；結合八可、△區均小于0可知，兩步反應均為放熱反應，故反

應物總能量高于生成物總能量，則能量：X>Y>Z,A項錯誤，B項正確。

6.答案：C

解析：由歷程圖可知，使用I和n,R轉化為M經歷兩步，M轉化為P又經歷了兩步，所以

反應歷程都分4步進行，A項正確；由歷程圖可知，該反應正向為放熱反應，升高溫度，平

衡逆向移動，R的濃度增大，B項正確；由歷程圖可知，使用II時，第一步反應的活化能在

所有反應中最大，反應速率慢，反應體系達平衡慢，C項錯誤；由歷程圖可知，使用I時，R

轉化為M速率較快，而M轉化為P速率較慢，所以反應過程中M所能達到的最高濃度更

大，D項正確。

7.答案：(1)4.18x10s

⑵_4.18x1031。。。一209

~0.100x0.200

解析：(1)根據。=52。，反應放出的熱量

33

。=4.18J?gT?℃TX100mLx1.00g-cm-x(30.1℃-20.1℃)=4.18x10Jo

195

1s

(2)?(CuSO4)=0.ILx0.200mol-L_=0.02mol,?(Zn)=,=0.03mol,顯然Zn過量，即

0.02molZn和0.02molCuSO4反應放出的熱量為4.18kJ,故反應

1

Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)的AH=-31登L=-209kJ-moFo

0.02mol

重難突破

1.已知化合物A與H2O在一定條件下反應生成化合物B與HCOO,其反應歷程如圖所示,

其中TS表示過渡態，I表示中間體。下列說法正確的是（）

(

,TS2(16.87)

O

EI\

.:；公TS3(11.53)

3I/--------\

)I\\

、*③；\\

混TS1(2.34)/I2(5.31)\@

玄

①/''②:\

要

：

A+H20(0.00)\_\___

I1(-199)B+HCOC^138)

反應歷程

A.化合物A與H2O之間的碰撞均為有效碰撞

B.該歷程中的最大能壘（活化能）E正=16.87kJ?mol」

C.使用高效催化劑可以降低反應所需的活化能和反應熱

D.在總反應中，逆反應的活化能比正反應的活化能大

2.我國科學家成功實現了在銅作催化劑條件下將DMF[（CH3）2NCHO]轉化為三甲胺

[N（CH3）3]O計算機模擬單個DMF分子在銅催化劑表面的反應歷程如圖所示，下列說法正

確的是（）

HQ(CH3)2NCHO(g)+2H2(g)

v-

A

To

_?-\(CH3)2NCHOH*+3H*N(CH3)3(g)+H2O(g)

喇.5

1.50

猊-

_1\-1.23(CH3)2NCH2+OH*+2H*

Q

女1

_1r

更

-

一(CH3)2NCH2OH*+2H^C_/

(CH3)2NCHO*+4H*N(CH3)3+OH*+H*

A.該反應的正反應活化能低于逆反應活化能

B.反應過程的最大能壘為2.16eV

C.反應過程涉及了極性鍵、非極性鍵的斷裂與形成

D.選擇不同的催化劑，可改變反應的反應熱

3.已知:①H+(aq)+OH-(aq)——H2(Xl)AHi=-57.3kJ-molT,

②H2（g）+gc）2（g）—H2O（g）A%=-241.8kJ-molT。下列說法中正確的是（）

A.向含O.lmolNaOH的溶液中加入一定體積的O.lmollT乙二酸，反應中的能量變化如圖所

1

B.H2soKaq)+Ba(OH)2(aq)—BaSO4(s)+2H2O(1)AH=-114,6kJ-moF

C.氫氣的標準燃燒熱為241.8kJ.moF1

D.若反應②中水為液態，則同樣條件下的反應熱：

4.氫能是一種極具發展潛力的清潔能源。以太陽能為熱源，熱化學硫碘循環分解水是一種高

效、環保的制氫方法，其流程如圖所示。

相關反應的熱化學方程式為:

1

反應I：so2(g)+12(g)+2H2O(1)—2HI(aq)+H2SO4(aq)AHj=-213kJ-mor

反應n：H2s0式叫)==SO2(g)+H2。⑴+g()2(g)AH2=+327kJ-mor'

1

反應HI：2HI(aq)—H2(g)+I2(g)AH3=+172kJ-mor

下列說法不正確的是（）

A.該過程實現了由太陽能到化學能的轉化

1

B.總反應的熱化學方程式為2H2O(1)—2H2(g)+02(g)AH=+286kJ.moF

c.so2和12對總反應起到了催化作用

D.該制氫方法生成1molH?（g）的反應熱與直接電解水生成1molH?（g）的反應熱相等

5.已知：P4(g)+6Cl2(g)—4PCl3(g)AH=flkj.moi-\

1

P4(g)+10Cl2(g)—4PCl5(g)AH=Z.kJ.moF,P4具有正四面體結構，PC^中P—Cl鍵的鍵能

為ckJ-moL,PCI3中P-C1的是()

A.PC13比PC1更穩定

B.可求CU（g）+PC13（g）—PCh（s）的反應熱

CQ-C1鍵的鍵能為"丁

D.P-P鍵的鍵能為————kJmol1

14

6.一定溫度和壓強下，以鐵粉為催化劑，用氮氣和氫氣合成氨氣，部分反應歷程如圖所示

（吸附在催化劑表面的物種用*標注），下列說法正確的是（）

.'相對能量

過警1

―/\過渡態2過渡態3

N*+3H*\，■、/_\

NH*+2H*NH,*+H*\_*+NH

NH,*'一3

0反應歷程

A.圖示過程中只有一個基元反應

B.N*+3H*^NH*+2H*AH<0

C.鐵粉改變了合成氨的反應歷程和反應熱

D.用不同催化劑進行合成氨反應，反應歷程均與上圖相同

7.熱化學離不開實驗，更離不開對反應熱的研究。下列有關說法正確的是（）

A//,

丙

A.向圖甲的試管A中加入某一固體和液體，若注射器的活塞右移，說明A中發生了放熱反應

B.將圖甲虛框中的裝置換為圖乙裝置，若注射器的活塞右移，說明鋅粒和稀硫酸的反應為放

熱反應

C.由圖丙可知，反應①的Ad小于反應②的

D.由圖丙可知，=A//1+A772

8.2SO2（g）+O2（g）<?>2so3（g）反應過程中的能量變化如圖所示（圖中&表示無催化劑時正

反應的活化能，E?表示無催化劑時逆反應的活化能）。下列有關敘述不正確的是（）

A.該反應的逆反應為吸熱反應，升高溫度可提高活化分子的百分數

B.500C、lOlkPa下，將1molSC>2（g）和0.5molC）2（g）置于密閉容器中充分反應生成SC>3（g）放

出熱量akL其熱化學方程式為2so2（g）+C）2（g）簿為2so3（g）AH=-2akJ.mol1

C.該反應中，反應物的總鍵能小于生成物的總鍵能

D.AH=El-E2,使用催化劑改變活化能，但不改變反應熱

9.金屬Ni可活化C2H6放出CH-其反應歷程如圖所示：

E/kJ,mol

50.00-

0.00-

-50.00-

-100.00-

-150.00-

-200.00-

下列關于活化歷程的說法錯誤的是（）

A.中間體1-中間體2的過程是放熱過程

B.加入催化劑可降低該反應的反應熱，加快反應速率

C.Ni和C2H6的總鍵能小于NiCH2和CH4的總鍵能

D.中間體2一中間體3的過程是決定整個歷程反應速率的關鍵步驟

10.某反應可有效降低汽車尾氣污染物的排放，其反應熱△"=-620.9kTmo「，一定條件下該

反應經歷三個基元反應階段,反應歷程如圖所示（TS表示過渡態）。下列說法錯誤的是（）

i相對能量/（kJ?mo「）

N=N

TSITS3

300.0-%

1-298.4'.?/2483、，

200.0TS2T

199.2....

100.0—130.0\

0.0-------/0\△￡

_NO+NO0

-100.0N=N?COc+N.O+CO\I

+co

-200.0_反應①Jb\FCO2+N2

\反應③

-300.0

反應②

-400.0-\CO2+N2O

-500.0--513.5

-600.0

反應歷程

A.該化學反應的速率主要由反應②決定

B.三個基元反應中反應②和反應③是放熱反應

C.AE=554.9kJ-mol-1

D.該過程的總反應為2NO+2C。——2C。?+N2

H.下列說法正確的是（）

A.氫氣的燃燒熱為285.5KJ/mol,則電解水的熱化學方程式為

電解

2H2O（1）2H2（g）+。2（g）AH=+285.5kJ/mol

B.已知H+(aq)+0IT(aq)-H2(Xl)=-57.3kJ/mol,則稀H2so4溶液和稀Ba(OH)2

溶液反應的反應熱AH=2x(-57.3)kJ/mol

C.在CO2中，Mg燃燒生成Mg。和C,該反應中化學能全都轉化為熱能

D.已知AX3的熔點和沸點分別為一93.6C和76℃,AX5的熔點為167℃。室溫時AX3與氣

體X2反應生成ImolAXs，放出熱量123.8KJ/mol。該反應的熱化學方程式為

AX3(l)+X2(g)=AX5(s)=-123.8kJ/mol

12.下列四幅圖所表示的信息與對應的敘述相符的是()

inIV

A.圖I表示與O?發生反應過程中的能量變化，則H?的標準燃燒熱為24L8kTmolT

B.圖n表示某吸熱反應分別在有、無催化劑的情況下反應過程中的能量變化

C.圖HI表示一定條件下H2與5生成HC1的反應熱與途徑無關，則AH2<AH3

D.由圖IV可知該反應4)kJ-mo「

13.一定條件下，CH,(g)與C)(g)發生取代反應分別生成Imol相關有機物的反應熱如圖所示

[另一產物為HC1(g)]o

-99kJ-mol-1

l

AH2=-197kJ-mol

A%=—301kJ-mol-1

A//=-400kJ,mol-1

CH2CI2(g)4

下列說法正確的是()

A.CH/g)與CU(g)的取代反應是吸熱反應

B.lmolCH4(g)的能量比ImolCCl^g)的能量多400kJ

C.等物質的量的CH/g)與CU(g)反應后，生成物質的量最多的是CCl^g)

D.已知Cl—Cl鍵的鍵能為243kJ-mo「，C—Cl鍵的鍵能為327kJ.mo『，則

CH4(g)+Cl-(g)>CH3.(g)+HCl(g)AH<0

14.下列各組變化中，化學反應的反應熱前者小于后者的一組是()

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)AHI

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)A/

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)NH[

H2(g)+1o2(g)=H2O(1)AH?

③T°C時，在一定條件下，將ImolSOz和Imol。?分別置于恒容和恒壓的兩個密閉容器中，達到

平衡狀態時放出的熱量分別為西、。2

CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)

CaO(s)+H2O(1)Ca(OH)2(s)A%

A.①②③B.②③C.②③④D.③④

15.以太陽能為熱源，熱化學硫碘循環分解水是一種高效、環保的制氫方法，其流程如圖所

相關反應的熱化學方程式為：

反應I:SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)^2HI(aq)+H2SO4(aq)=-213kJ

1

反應n：H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(1)+1o2(g)AH2=+327kJ.mol

1

反應HI：2HI(aq)=H2(g)+I2(g)Aff3=+172kJ-mor

下列說法錯誤的是()

A.該過程實現了太陽能到化學能的轉化

B.SO2和馬對總反應起到了催化作用

1

C.總反應的熱化學方程式為2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)AH=+286kJ.mol

D.該制氫方法生成ImolH??的反應熱與直接電解水生成lmolH2(g)的反應熱相等

16.叔丁基澳可與硝酸銀在醇溶液中反應：

QH5H

(CH3)3C-Br+AgNO3°>(CH3)3C-ONO2+AgBrJ

反應分步進行：

+

①(CH3)3C-Br——>[(CH3)3C——Br]——>(CH3)3C+Br-

+；

②(CH3)3C+NO——>[(CH3)3C——ONO2]——>(CH3)3C-ONO2

如圖是該反應能量變化圖。下列說法正確的是()

反應進程

A.選用催化劑可改變反應AH的大小

B.圖中I對應的物質是［（CHshC---ONOON2］

C.其他條件不變時，NO］的濃度越高，總反應速率越快

D.其他條件不變時，（CHs^C-Br的濃度是總反應速率的決定因素

17.一定溫度下，大量研究表明PkNi、Sn12Ni.C%Ni三種雙金屬合金團簇均可用于催化

DRM反應（CH,+CO?.,2CO+2H2）,在催化劑表面涉及多個基元反應，其中甲烷逐步

脫氫過程的相對能量變化如圖所示。下列說法錯誤的是（）

8&..0

O

4Z.

刪9

疆S

液

叫

.0

反應進程

A.DRM反應中伴隨非極性鍵的斷裂和形成

B.Sn^Ni雙金屬合金團簇具有良好的抗積碳（C*）作用

C.甲烷逐步脫氫過程中活化能最大的反應步驟是CH；—>CH；+H*

D.Pt12NiPSn12Ni>C%Ni催化甲烷逐步脫氫過程的速率分別為小匕、匕，則匕〉V〉嶺

18.一定條件下，祭與硫酸的磺化反應如下圖所示，下列說法錯誤的是（）

A.蔡磺酸的穩定性強于a-蔡磺酸

B.相同條件下，反應②的速率更快

C.蔡環上a-H的活性強于P-H

D.控制溫度可改變平衡時兩種產物的占比

19.1-苯基丙快（Ph-CmC-CH”其中“Ph-”表示苯基）可與HC1在一定條件下發生催化加

成，反應如圖甲:

C1H

反應1>=<產物a

△夕CH.

Ph—C=C—CH3+HC1(反應3

反應

CkXCH3

AW產物b

2Ph，、H

甲

反應過程中該煥燒及反應產物的占比隨時間的變化如圖乙所示（已知：反應1、3為放熱反

應）。下列說法正確的是（）

A.反應焰變：必心必？

B.反應活化能：反應1>反應2

C.20min時及時分離產物，產率：b>a

D.增大HC1濃度可以提高1-苯基丙怏的轉化率

20.電噴霧電離等方法得到的M+（Fe+、Co\Ni+等）與。3反應可得MO*,MO+與CH’反應

過程中體系的能量隨反應進程的變化如圖所示。下列有關說法正確的是（）

A.CH4的二氯代物有兩種

B.過渡態1比過渡態2穩定

c步驟I、n均涉及極性鍵形成

D.CH,與MO+生成CH3OH、M+的反應為吸熱反應

21.利用水煤氣(CO、也)制備甲烷的熱化學方程式為

CO(g)+3H2(g).-CH4(g)+H2O(g)AHO如圖為在鉆催化劑表面上進行該反應的歷程，其

中吸附在鉆催化劑表面上的物種用*標注。

I

L1駕5

四

043.-9「

織

E簿

雄t

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81.7理

一

蛾

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S鱉

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3/I*。

府

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7.8*HZ-飛9

方1,

3J^卻

lozla'宣-46

H&Xs積-

混43.M

Z京-H

lsZ+ZeH3

H考+9+

+L一

友H+.

lxT3X.HHHyH

ZH+.+O+

要H

aH++2xH

.++X+Oa

WO.zx+

lJsJ0H+.1H

O+O.H。x

。.OHu

。H+H

9Xq+。

WxX.H1

。

。0

下列說法正確的是()

A.該反應的△"=-243.5kJ-moF1

B.反應過程中發生極性鍵和非極性鍵的斷裂與生成

C.決定反應速率快慢的反應為CO*+2H*+2H2(g)—C*+0*+2H*+2H?(g)

D.若使用更高效催化劑，則該反應的AH的絕對值將增大

22.研究Cty與氯自由基(用C1*表示)的反應有助于保護臭氧層。已知Cty與C1*反應有4

條可能的反應路徑，如圖所示，圖中TS表示過渡態，IM表示中間體。下列說法中正確的是

()

.218.01

i、

:一\

：/TS4\、、

1128.69、\

L00|\'\CHICr+H*

80|2

O，/\\出路徑①

F

340|

加z

/^34.893WzCH7+ICl路神

*140.47

堀二：國FTHC1路徑③

\873

0.00,熙的神④

-80.22

反應歷程

A.相同條件下，路徑①的反應速率最快

B.路徑④屬于放熱反應

C.路徑②CH3I+Cl*—CH；+IC1是基元反應

D.過渡態中最穩定的是TSI,產物最穩定的是路徑④的

23.HBr被。2氧化依次由如下I、II、HI三步反應組成，其能量與反應過程曲線如圖所示。

1

(I)HBr(g)+O2(g)HOOBr(g)AH；=+16.8kJmol_

1

(II)HOOBr(g)+HBr(g)^2HOBr(g)AH2=-5.2kJ-mol-

1

(HI)HOBr(g)+HBr(g)H2O(g)+Br2(g)AH3=-31.OkJ-mol

下列說法正確的是()

能量］

4HBr(g)+O2(g)\

2H2O(g)+2Br,(g)

°反應過程

A.HOOBr(g)比HBr(g)和O2(g)穩定

B.三步反應均為放熱反應

C.步驟(I)是決速步

1

D.總反應的熱化學方程式為4HBr(g)+O2(g)—2H2O(g)+2Br2(g)AH=-19.4kJ.mor

24.已知H?(g)、CH4(g),CH30H⑴均可作為燃料電池的燃料，其相關熱化學方程式如下:

1

①2H2(g)+。2(g)2H2。⑴AHj=-akJ?mol-

1

②CH4(g)+2O2(g)^CO2(g)+2H2。⑴AH2=-Z?kJmor

-1

③2cH30H⑴+3O2(g)2co2(g)+4H2O(1)AH3=—ckJ?mol

④CH4(g)+H2O(1)—CH3OH(1)+H2(g)AH4

下列說法正確的是（）

▲八be

A.A//4=〃-5-萬

B.反應②的AS>0

C.反應①中若生成H2（3（g）,則

D.反應③中的A4能表示乙醇的燃燒熱

25.“宏觀辨識一微觀探析一符號表征”是化學學習的重要方法。我國研究人員研制出一種新型

復合光催化劑，利用太陽光在催化劑表面實現高效分解水，其主要過程如圖所示:

。氫原子

0??o—?00??00

A/-4°F。-8?氧原子

inm

已知：幾種物質中化學鍵的鍵能如表所示。

中

H2O中H-002中0-0H2中H-HH2O20-0H2O2中0-H

化學鍵

鍵鍵鍵鍵鍵

鍵能

463496436138463

kJ/mol

若反應過程中分解了2moi氣態水，則下列說法錯誤的是（）

能f

量反應物

"V

生成物一

O反應過程

A.整個過程中實現了光能轉化為化學能

B.過程I吸收能量，過程n釋放能量

1

C.2H2O(g)—H2(g)+H2O2(g)AH=+352kJ-moF

催化劑I光照

D.反應2H2。.....2H②T+02T的能量變化如上圖所示

答案以及解析

1.答案：D

解析：A.根據有效碰撞理論可知，化合物A與HzO之間的碰撞不均為有效碰撞，A錯誤；

B.過渡態物質的總能量與反應物總能量的差值為活化能，即圖中峰值越大則活化能越大，圖

中峰值越小則活化能越小；由圖，該歷程中的最大能壘(活化能)E正=16.87kJ/mol-(-

1.99kJ/mol)=18.86kJ/mol,B錯誤；

C.催化劑可降低反應所需的活化能，改變反應速率，但不能改變反應的始態和終態，不能改

變反應始態和終態的總能量，即不能改變反應熱，C錯誤；

D.由圖，生成物能量低于反應物，反應為放熱反應，則在總反應中逆反應的活化能比正反應

的活化能大，D正確；

故選D。

2.答案：A

解析：該反應為放熱反應，正反應活化能低于逆反應活化能，A正確；由反應歷程圖可知，

反應過程的最大能壘為-L02eV-(-2.21eV)=1.19eV,B錯誤；反應過程不涉及非極性鍵的形

成，C錯誤；反應的熱效應不受催化劑影響，D錯誤。

3.答案：A

解析：乙二酸是弱酸，向含O.lmolNaOH的溶液中加入一定體積的O.lmollT乙二酸，反應

放出的熱量小于5.73kJ,故A正確；H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)-BaSO4(s)+2H?。⑴中有硫

酸領沉淀生成，放出的熱量應大于U4.6kJ,故B錯誤；氫氣的標準燃燒熱是生成液態水放出

的熱量，故C錯誤；若反應②中水為液態，則同樣條件下的反應熱：AH<AH2,故D錯

誤。

4.答案：B

解析：該過程利用太陽能將水分解，轉化為化學能，A正確；根據蓋斯定律，反應i+n+ni

即可得到：H2O(1)—H2(g)+1o2(g),則

111

AH=AH]+AH2+AH3=(-213kJ-moL)+(+327kJ-mol)+(+172kJ-mol)=+286kJ-mol

，B錯誤；根據流程圖知總反應為H?。——凡丁+：。2個，則SO?和k起到催化作用，C正

確；反應熱與始末狀態有關，與過程無關，即兩種不同方法的反應熱相等，D正確。

5.答案：C

解析：PCL分子中存在5個P-C1鍵，總鍵能為5ckJ.mo「，PCI3分子中存在3個P-Cl

鍵，總鍵能為3.6ckJ.moL,總鍵能越大，物質的總能量越低，穩定性越強，故PCk比PCL

更穩定，A錯誤；由于不知道PCL（g）—PCL（s）的反應熱，所以根據題中信息不能求得

C12（g）+PC13（g）——PCL（s）的反應熱，B錯誤；設Cl-C1鍵的鍵能為x,將題中已知的兩個

熱化學方程式依次編號為①②，②①可得4cL（g）+4PC13（g）——4PCL（g）,根據蓋斯定律，

△"=3-a）kJ-mo「，由于在化學反應中斷鍵吸熱、成鍵放熱，姐=反應物的鍵能總和-生

成物的鍵能總和，RTM4X+4XS.dckJ-moF1-4x5ckJ-mol-1-（b-d）kJ-mol-1,解得

x="一"j&H.moL,C正確；設P-P鍵的鍵能為y,根據蓋斯定律，①義5-②x3可得

2P4(g)+12PC15(g)—2OPC13(g)AW=(5a-3b)kJ?，可得

2x6y+12x5ckJ-mol-1-20x3.6ckJ-mol-1=(5a-3b)kJ-mol-1,解得

y=—12cdmoL,D錯誤。

6.答案：B

解析：該反應經歷3個過渡態后完成，有3個基元反應，A錯誤；=生成物的總能量-反

應物的總能量，由題圖可知，N*+3H*的總能量高于NH*+2H*的總能量,

N*+3H*——NH*+2H*AH<0,B正確；催化劑的作用是降低反應的活化能，從而增大化學

反應速率，而熔變只與反應的始態和終態有關，故以鐵粉為催化劑，鐵粉可以改變合成氨的

反應歷程，但不能改變反應熱，C錯誤；用不同催化劑進行合成氨反應，活化能不同，則反

應歷程與題圖不相同，D錯誤。

7.答案：C

解析：并不是只有化學反應可以放出熱量，很多物質的溶解過程也是放熱的，向圖甲的試管

A中加入某一固體和液體，若注射器的活塞右移，不能說明A中發生了放熱反應，A錯誤；

將圖甲虛框中的裝置換為圖乙裝置，若注射器的活塞右移，不能說明鋅粒和稀硫酸的反應為

放熱反應，由于鋅粒與稀硫酸反應生成了H2,錐形瓶內壓強增大，使注射器的活塞右移，B

錯誤；由圖丙可知，反應①+反應②于過程③，故兇3/從/1+兇2,應該是反應②=過程③+

反應①，故A//?=&"1+△&，D錯誤。

8.答案：B

解析：由圖中反應物總能量與生成物總能量的大小關系可知，該反應的逆反應為吸熱反應，

升高溫度可提高活化分子的百分數，A正確；由于該反應為可逆反應，500℃、lOlkPa下，

將lmolSC)2(g)0.5molO2(g)置于密閉容器中充分反應得不到lmolSC)3(g),所以

2so2(8)+。2(8)脩92so3(g)的反應熱M不等于-2akTmo「，B錯誤；該反應為放熱反

應，其M<0,所以反應物的總鍵能小于生成物的總鍵能，C正確；由題圖知，

=七，使用催化劑能改變反應的活化能，但不改變反應熱，D正確。

9答案:B

解析：A.中間體1的相對能量為-56.21,中間體2的相對能量為-154.82,中間體1—中間體2

的過程是放熱過程，故A正確；

B.催化劑不能改變反應物和生成物的能量，加入催化劑，該反應的反應