2025版高中化学讲练测含答案 专题七 化学反应的热效应

专题七
化学反应的热效应
五年高考
考点1
化学反应中的能量变化
1.(2024广东,15,4分)对反应S (g )T (g )(I 为中间产物),相同条件下:①加入催化剂,
反应达到平衡所需时间大幅缩短;②提高反应温度,c 平(S )/c 平(T )增大,c 平(S )/c 平(I )减小。

基于以上事实,可能的反应历程示意图(—为无催化剂,为有催化剂)为
(A )
2.(2024安徽,10,3分)某温度下,在密闭容器中充入一定量的X (g ),
发生下列反应:X (g )
Y (g )(ΔH 1<0),Y (g )
Z (g )(ΔH 2<0),测得各
气体浓度与反应时间的关系如图所示。

下列反应进程示意图符合题意的是
(B )
3.(2023北京,13,3分)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
(C )
A.a、c 分别是HCl、NH 3
B.d 既可以是MgO ,也可以是Mg (OH )Cl
C.已知MgCl 2为副产物,则通入水蒸气可减少MgCl 2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
4.(2023广东,15,4分)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)P(g)。

反应历程(如图)中,M 为中间产物。

其他条件相同时,下列说法不正确的是(C)
A.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行
B.反应达平衡时,升高温度,R的浓度增大
C.使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡
D.使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大
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(C)
A.反应焓变:反应Ⅰ>反应Ⅱ
B.反应活化能:反应Ⅰ<反应Ⅱ
C.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O 2(g )和Cl 2(g )的相对能量为0],下列说法不正确的是
(C )
A.E 6-E 3=E 5-E 2
B.可计算Cl —Cl 键能为2(E 2-E 3)kJ·mol -1
C.相同条件下,O 3的平衡转化率:历程Ⅱ>历程Ⅰ
D.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 )O 2(g )+Cl (g )
ΔH =(E 5-E 4)kJ·mol -1
7.(2021山东,14,4分)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 -+CH 3O -
能量变化如图所示。

已知为快速平衡,下列说法正确
的是
(B )
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C H 318OH
D.反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变
考点2热化学方程式的书写盖斯定律的应用
8.(2023海南,7,2分)各相关物质的燃烧热数据如下表。

下列热化学方程式正确的是(D)
物质C
2H
6
(g)C
2
H
4
(g)H
2
(g)
ΔH/(kJ·
mol-1)
-1559.8-1411-285.8
A.C
2H
4(
g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1411kJ·mol-1
B.C
2H
6(
g)C2H4(g)+H2(g)ΔH=-137kJ·mol-1
C.H
2O(l)O
2(
g)+H2(g)ΔH=+285.8kJ·mol-1
D.C
2H
6(
g)+72O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1559.8kJ·mol-1
9.(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·mol-1)为(C)
A.+533
B.+686
C.+838
D.+1143
10.(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:
共价键H—H H—O
键能/(kJ·mol-1)436463
热化学方程式2H
2
(g)+O
2
(g)2H
2
O(g)ΔH=-482kJ·mol-1
则2O(g)O
2(
g)的ΔH为(D) A.428kJ·mol-1 B.-428kJ·mol-1
C.498kJ·mol-1
D.-498kJ·mol-1
11.(2021北京,14,3分)丙烷经催化脱氢可制丙烯:C 3H 8C 3H 6+H 2。

600℃,将一定浓度
的CO 2与固定浓度的C 3H 8通过含催化剂的恒容反应器,经相同时间,流出的C 3H 6、CO 和H 2浓度随初始CO 2浓度的变化关系如图。

已知:①C 3H 8(g )+5O 2(g )3CO 2(g )+4H 2O (l )ΔH =-2220kJ·mol -1
②C 3H 6(g )+9
2O 2(g )3CO 2(g )+3H 2O (l )ΔH =-2058kJ·mol -1
③H 2(g )+12O 2(g )H 2O (l )ΔH =-286kJ·mol -1
下列说法不正确的是
(C )
A.C 3H 8(g )
C 3H 6(g )+H 2(g )
ΔH =+124kJ·mol -1
B.c (H 2)和c (C 3H 6)变化差异的原因:CO 2+H 2
CO+H 2O
C.其他条件不变,投料比c (C 3H 8)/c (CO 2)越大,C 3H 8转化率越大
D.若体系只有C 3H 6、CO、H 2和H 2O 生成,则初始物质浓度c 0与流出物质浓度c 之间一定存在:3c 0(C 3H 8)+c 0(CO 2)=c (CO )+c (CO 2)+3c (C 3H 8)+3c (C 3H 6)
12.(2023新课标,29,节选)氨是最重要的化学品之一,我国目前氨的生产能力位居世界首位。

回答下列问题:
(1)根据图1数据计算反应1
2N 2(g )+3
2H 2(g )
NH 3(g )的ΔH =-45kJ·mol -1。

(2)研究表明,合成氨反应在Fe催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位,N2∗表示被吸附于催化剂表面的N2)。

判断上述反应机理中,速率控制步骤(即速率最慢
步骤)为(ⅱ)(填步骤前的标号),理由是N
2分子中
键能很高,解离为N原子所需能量最多。

(3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为Fe3O4)使用前经H2还原,生成α-Fe包裹的Fe3O4。

已知α-Fe属于立方晶系,晶胞参数a=287pm,密度为7.8g·cm-3。

则α-Fe晶胞中含有Fe
的原子数为(287×10−10)3×7.8×A
56(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为N A)。

13.(2023广东,17,14分)化学反应常伴随热效应。

某些反应(如中和反应)的热量变化,
其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式Q=cρV
总
·ΔT计算获得。

(1)盐酸浓度的测定:移取20.00mL待测液,加入指示剂,用0.5000mol·L-1NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液22.00mL。

①上述滴定操作用到的仪器有AD。

②该盐酸浓度为0.5500mol·L-1。

(2)热量的测定:取上述NaOH溶液和盐酸各50mL进行反应,测得反应前后体系的温度值(℃)
分别为T
0、T
1,
则该过程放出的热量为418(T1-T0)J(c和ρ分别取4.18J·g-1·℃-1
和1.0g·mL-1,忽略水以外各物质吸收的热量,下同)。

(3)借鉴(2)的方法,甲同学测量放热反应Fe(s)+CuSO4(aq)FeSO4(aq)+Cu(s)的焓变ΔH(忽略温度对焓变的影响,下同)。

实验结果见下表。

序号反应试剂
体系温度/℃
反应前反应后ⅰ
0.20mol·L-1CuSO
4溶液100mL
1.20g Fe粉a b
ⅱ0.56g Fe粉a c
①温度:b>c(填“>”“<”或“=”)。

②ΔH=-20.9(b-a)kJ·mol-1[或-41.8(c-a)kJ·mol-1](选择表中一组数据计算)。

结果表明,该方法可行。

(4)乙同学也借鉴(2)的方法,测量反应A:Fe(s)+Fe2(SO4)3(aq)3FeSO4(aq)的焓变。

查阅资料配制Fe
2(
SO4)3溶液时需加入酸。

加酸的目的是抑制Fe3+的水解。

提出猜想Fe粉与Fe
2(
SO4)3溶液混合,在反应A进行的过程中,可能存在Fe粉和酸的反应。

验证猜想用pH试纸测得Fe
2(
SO4)3溶液的pH不大于1;向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉,
溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,说明存在反应A和Fe+2H+Fe2++H
2
↑(用离子方程式表示)。

实验小结猜想成立,不能直接测反应A的焓变。

教师指导鉴于以上问题,特别是气体生成带来的干扰,需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。

优化设计乙同学根据相关原理,重新设计了优化的实验方案,获得了反应A的焓变。

该
方案为将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe
2(SO
4
)
3溶液中反应
,测量反应的热量变化,
计算得到反应Cu(s)+Fe2(SO4)3(aq)CuSO4(aq)+2FeSO4(aq)的焓变ΔH1;根据(3)中实验计算得到反应Fe(s)+CuSO4(aq)FeSO4(aq)+Cu(s)的焓变ΔH2;根据盖斯定律计算得到反应Fe(s)+Fe2(SO4)3(aq)3FeSO4(aq)的焓变为ΔH1+ΔH2。

(5)化学能可转化为热能,写出其在生产或生活中的一种应用燃料燃烧、铝热反应焊接铁轨等。

三年模拟题型强化练
题型
反应历程图像分析
1.(2024甘肃兰州一模,11)乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理、能量与反应进程的关系如下图所示。

下列叙述正确的是
(C )
A.第①、②、③步反应都是放热反应
B.第①步反应只断裂了化学键
C.总反应速率由第①步反应决定
D.中间体CH 3CH 2O +
H2比CH3C +
H 2更稳定
2.(2024湖南怀化二模,9)一种利用H 2和O 2直接合成H 2O 2的反应历程如下图所示(N A 为阿伏加德罗常数的值)。

下列说法中错误的是(D )
A.总反应的原子利用率理论上可达100%
B.步骤2中,若1mol O 2完全反应,则理论上转移电子数目为2N A
C.降低了反应的活化能,加快了反应速率
D.和中Pd 的化合价不相同
3.(2024山东德州三模,11)在浓硫酸作用下,苯与浓硝酸发生反应的反应历程如图所示。

下列说法错误的是
(A )
A.生成中间体时碳的杂化方式未发生改变
B.生成中间体的反应为决速步骤
C.产物1为加成反应的产物
D.动力学和热力学优势产物均为产物2
4.(2024江西赣州一模,11)在催化剂CuMn 2O 4表面进行的NH 3选择性催化还原NO 的反应机理如下图所示(NH 3吸附在催化剂表面可表示为*NH 3,E a 表示活化能)。

下列有关说法正确的是(D )
A.温度越高,反应速率越快
B.NH 3比NO 更易被催化剂CuMn 2O 4吸附
C.反应过程中有非极性键的断裂与极性键的形成
D.决定总反应速率的基元反应可表示为*NH 3
*
NH 2+H
综合拔高练
建议用时:20分钟
1.(2024湖北武汉4月调研,8)晶格能是反映离子晶体稳定性的物理量,其定义为气态离子形成1mol 离子晶体释放的能量。

TlF (s )生成TlF 3(s )的Born-Haber 循环如下图所示。

下列说法错误的是(B )
A.离子晶体稳定性:TlF<TlF 3
B.Tl 的第三电离能为4849kJ·mol -1
C.断裂1mol F —F 键消耗158kJ 的能量
D.TlF (s )+F 2(g )
TlF 3(s )ΔH =-297kJ·mol -1
2.(2024江西九江十校第二次联考,14)已知反应2N 2O (g )2N 2(g )+O 2(g )的势能曲线示
意图如下(…表示吸附作用,A 表示催化剂,TS 表示过渡态)。

下列有关说法正确的是
(A )
A.过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中都有N 2生成
B.若在任意温度下均能自发进行,则反应为吸热反应
C.该反应中只有两种物质能够吸附N 2O 分子
D.过程Ⅲ中最大势能能垒为37.49kcal·mol -1
3.(2024福建厦门二模,10)CH 4干法重整中镍基催化剂活性会因积炭反应而降低,同时存在的消炭反应则使积炭量减少,其中涉及的相关数据如表。

催化剂表面发生的不同积炭反应在不同温度下的质量增量如图。

下列说法错误的是
(D )
基元反应
RhNi
Rh 6Ni
E a 正
/kJ·mol -1
E a 逆/kJ·mol -1E a 正/kJ·mol -1E a 逆/kJ·
mol -1积炭:C *+C *
C 2∗
65.5
136.8103.1109.8消炭:C *+O *
CO *139.7
326.6
117.5
51.0
吸附在催化剂表面上的物种用*标注
A.一氧化碳歧化反应是放热反应
B.甲烷裂解是镍基催化剂表面积碳的主要来源
C.C *+C *
C 2∗的焓变为-71.3kJ·mol -1
D.由上表判断,催化剂Rh 6Ni 劣于RhNi
4.(2024陕西西安一模,11)丙烯与HBr 发生加成反应的机理及反应体系中的能量变化如图所示,下列说法错误的是
(D )
A.反应2放出热量更多
B.相同条件下反应2的速率比反应1大
C.对于反应1和反应2,第Ⅰ步都是反应的决速步骤
D.曲线a 表示的是反应2的能量变化图
5.(2024福建福州4月末质检,7)实验室以苯甲醛为原料合成苯甲酸苯甲酯的反应机理如图(已知RO -极易结合H +转化为ROH )。

下列说法正确的是
(D )
A.该反应的催化剂为苯甲醇,能降低反应的焓变
B.久置的苯甲醛中含有少量苯甲酸,能加快该历程反应速率
C.合成苯甲酸苯甲酯总反应方程式为2+H 2O
D.与酯化反应相比,该反应的原子利用率高
6.(2024天津和平一模,9)据文献报道,金红石Ti 3+L 3表面催化氮气固定机理如下图所示。

下列叙述错误的是
(A )
A.催化剂可以提高固氮速率的原因是改变该反应的ΔH
B.该催化固氮总反应为3H 2+N 2
2NH 3
C.[]是反应中间体
D.整个催化过程中存在N —Ti 键的断裂和生成
7.(2024广东四校联考,19,节选)直接将CO 2转化为有机物并非植物的“专利”,科学家
通过多种途径实现了CO 2合成甲醛,总反应为CO 2(g )+2H 2(g )HCHO (g )+H 2O (g )
ΔH 。

转
化步骤如图所示:
(2)已知2H 2(g )+O 2(g )2H 2O (g )ΔH 4,则总反应的ΔH =
1
2
(2ΔH 1+2ΔH 2+ΔH 3-ΔH 4)(用图中焓变以及ΔH 4表示)。

8.(2024北京人大附中模拟,15,节选)(1)消除汽车尾气中的NO、CO ,有利于减少PM 2.5的排放。

已知如下信息:
Ⅰ.
Ⅱ.N 2(g )+O 2(g )2NO (g )ΔH 1
2CO (g )+O 2(g )
2CO 2(g )
ΔH 2=-565kJ·mol -1
①ΔH 1=+183kJ·mol -1。

②在催化剂作用下NO 和CO 转化为无毒气体,写出反应的热化学方程式:
2NO(g)+2CO(g)
2CO 2(g)+N 2(g)ΔH =-748kJ·mol -1。