2023版高考化学一轮复习新题精练第六章化学反应的热效应课件

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考点1　化学反应与能量变化
1. [2022天津部分区考试]下列说法错误的是 （ ）A.在25 ℃和101 kPa时,1 ml FeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853 kJ的热量,则表示FeS2燃烧热的热化学方程式为4FeS2(s)+11O2(g)===2Fe2O3(s)+8SO2(g)　ΔH=-3 412 kJ·ml-1 B.已知冰的熔化热为6.0 kJ·ml-1,冰中氢键键能为20 kJ·ml-1,假设1 ml冰中有2 ml氢键,且冰的熔化热完全用于破坏冰中的氢键,则最多只能破坏冰中15%的氢键C.中和反应反应热的测定实验中需要测量三次温度,第三次测量的是反应后体系的最高温度D.某反应过程能量变化如图,其中b为在有催化剂作用下的反应过程
题组 化学反应与能量变化
2. [2022江西赣州考试]多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T ℃时(各物质均为气态),甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和反应过程中的能量变化如图所示:下列说法正确的是 （ ）A.反应Ⅱ的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)===H2(g)+CO2(g)　ΔH=+a kJ·ml-1(a>0)B.1 ml CH3OH(g)和1 ml H2O(g)的总能量大于1 ml CO2(g)和3 ml H2(g)的总能量C.选择优良的催化剂能降低反应Ⅰ和Ⅱ的活化能,有利于减少反应过程中的能耗D.CO(g)在反应中先生成又被消耗,CO(g)是催化剂
2.C【图象分析】　由反应机理图可知反应Ⅰ为CH3OH(g)===2H2(g)+CO(g),反应Ⅱ为CO(g)+H2O(g)===H2(g)+CO2(g),由能量变化图可知反应Ⅰ为吸热反应、反应Ⅱ为放热反应。反应Ⅱ为放热反应,其热化学方程式为CO(g)+H2O(g)===H2(g)+CO2(g)　ΔH=-a kJ·ml-1(a>0),A项错误;结合反应Ⅰ、Ⅱ可写出总反应为CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g),由能量变化图可判断出该反应为吸热反应,即1 ml CH3OH(g)和1 ml H2O(g)的总能量小于1 ml CO2(g)和3 ml H2(g)的总能量,B项错误;催化剂可以通过改变反应历程,降低反应的活化能,有利于减少反应过程中的能耗,C项正确;CO(g)是中间产物,不是催化剂,D项错误。
3. [2022浙江名校联考]标准摩尔生成焓是指某温度下,用处于标准状态的各种元素的最稳定单质生成标准状态下单位物质的量(1 ml)某纯物质的热效应,符号为ΔfHθ m。根据图中所给信息判断,下列说法正确的是 （ ）A.生成MgF2时放出的热量最多,故生成MgF2时的反应速率最快B.MgCl2(s)+I2(s)===MgI2(s)+Cl2(g)　ΔH=+277 kJ·ml-1C.断开1 ml Cl2(g)中的化学键所吸收的能量大于断开1 ml Br2(l)中的化学键所吸收的能量D.MgI2的热稳定性比MgBr2的强
3.B　由题图可知,生成MgF2时放出热量最多,但反应速率快慢与反应需要的活化能有关,而与反应焓变的大小没有必然的关系,故生成MgF2的反应速率不一定最快,A项错误;由题图可知,反应Ⅰ:Mg(s)+Cl2(g)===MgCl2(s)　ΔH1=-641 kJ·ml-1,反应Ⅱ:Mg(s)+I2(s)===MgI2(s)　ΔH2=-364 kJ·ml-1,由反应Ⅱ-反应Ⅰ可得MgCl2(s)+I2(s)===MgI2(s)+Cl2(g)　ΔH=ΔH2-ΔH1=(-364 kJ·ml-1)-(-641 kJ·ml-1)=+277 kJ·ml-1,B项正确;反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能,由于生成物的总键能各不相同,故根据题图信息无法比较断开1 ml Cl2(g)中的化学键所吸收的能量与断开1 ml Br2(l)中的化学键所吸收的能量的相对大小,C项错误;由题图可知,相同温度下生成1 ml MgBr2(s)放出的能量比生成1 ml MgI2(s)多,放出的能量越多,分解该物质时所吸收的能量越多,越稳定,故MgI2的热稳定性比MgBr2的弱,D项错误。
1 .[2022江苏南京、盐城一模]二维锑片(Sb)是一种新型的CO2电化学还原催化剂。酸性条件下人工固碳装置中CO2气体在Sb表面发生三种催化竞争反应,其反应历程如图所示(*表示吸附态中间体)。下列说法不正确的是 （ ）A.生成HCOOH吸收的能量最多B.使用Sb改变了反应的路径C.Sb电极表面生成CO的反应为*CO2+2e-+H2O===CO+2OH-D.Sb对三种催化竞争反应的选择效果为HCOOH>H2>CO
2. [2022山东青岛黄岛区考试](双选)NO与CO在一定条件下的反应为2NO(g)+CO(g) N2O(g)+CO2(g)　ΔH=-352.79 kJ·ml-1,在金属铑(Rh)的催化作用下,该反应过程经历以下两步基元反应:①NO(g)+CO(g)+Rh(s) RhN(s)+CO2(g)　ΔH1=-33.44 kJ·ml-1②RhN(s)+NO(g) Rh(s)+N2O(g)　ΔH2该反应在有、无催化剂时反应过程中的相对能量变化如图所示。下列有关判断错误的是 （ ）A.曲线Ⅰ为无催化剂时的能量变化B.ΔH2=-319.35 kJ·ml-1C.反应②为总反应的决速步D.无催化剂时反应的过渡态比有催化剂时的更稳定
2.CD　使用催化剂能够降低反应的活化能,由题图可知曲线Ⅰ为无催化剂时的能量变化,A项正确;根据盖斯定律,由总反应-反应①可得反应②,则ΔH2=(-352.79 kJ·ml-1)-(-33.44 kJ·ml-1)=-319.35 kJ·ml-1,B项正确;反应的活化能越大,发生反应需消耗的能量越多,反应越不容易进行,反应速率就越慢,慢反应对总反应的反应速率起决定作用,根据图中曲线Ⅱ对应的数据可知反应①的活化能比反应②的大,故反应①为总反应的决速步,C项错误;物质含有的能量越高,物质的稳定性就越弱,由图示可知,无催化剂时反应的过渡态含有的能量比有催化剂时含有的能量高,因此其稳定性较弱,D项错误。
3. [2022山东济南检测](双选)甲醇与SO3生成硫酸氢甲酯的反应为CH3OH(g)+SO3(g) CH3OSO3H(g)。在无水和有水条件下的部分反应历程如图所示,其中“…”表示粒子间的静电作用。下列说法错误的是 （ ）A.a分子比c分子更稳定B.水将反应的最高能垒由19.59 eV降为3.66 eVC.有水条件下会降低总反应的焓变D.d到f转化的实质为质子转移
易错点 　反应历程图象分析错误
考点2　热化学方程式的书写及盖斯定律的应用
[2022河南三门峡检测]下列有关热化学方程式的说法错误的是 （ ）A.由P(白磷,s)===P(红磷,s)　ΔH=-17.6 kJ·ml-1推知红磷更稳定B.甲烷的燃烧热为890.3 kJ·ml-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·ml-1C.500 ℃、30 MPa下,将0.5 ml N2(g)和1.5 ml H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)时放出19.3 kJ热量,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·ml-1D.用CH3COOH溶液和NaOH溶液反应来测定中和反应的反应热,其热化学方程式为CH3COOH(aq)+NaOH(aq)===CH3COONa(aq)+H2O(l)　ΔH>-57.3 kJ·ml-1
2. [2022福建泉州一测]已知:2C(s)+O2(g)===2CO(g)　ΔH=-221.0 kJ·ml-1;2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)　ΔH=-483.6 kJ·ml-1,则C(s)与H2O(g)反应制备水煤气(CO和H2)的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
题组2　盖斯定律的应用及反应热的计算与比较
3. [2022辽宁协作校考试]下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)及卤素化合物的说法正确的是 （ ）A.H2(g)+X2(g)===2H(g)+2X(g)　ΔH2<0B.生成HX(g)的反应热与反应途径有关,所以ΔH1≠ΔH2+ΔH3C.若X分别表示Cl、Br、I,则过程Ⅲ放出的热量依次增多D.OF2中的键角小于Cl2O中的键角
4. [2022浙江十校联盟联考]已知物质的标准燃烧热如下表:则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为 （ ）A.-330 kJ·ml-1B.+44.2 kJ·ml-1C.-44.2 kJ·ml-1D.+330 kJ·ml-1
1.[2022福建名校联考]CH4和Cl2反应生成CH3Cl和HCl的部分反应进程如图所示。已知总反应分3步进行:第1步　Cl—Cl(g) 2·Cl(g)　ΔH1=+242.7 kJ·ml-1;第2步　CH4(g)+·Cl(g) ·CH3(g)+HCl(g)　ΔH2;第3步　·CH3(g)+Cl—Cl(g) CH3Cl(g)+·Cl(g)　ΔH3。下列有关说法正确的是 ( )A.ΔH2<0B.第2步的反应速率小于第3步的反应速率C.反应中只有C—H键的断裂和C—Cl键的形成D.CH4(g)+Cl2(g) CH3Cl(g)+HCl(g) ΔH=-112.9 kJ·ml-1
3. [2022湖南长沙考试]硝化反应是最普遍和最早发现的有机反应之一,以N2O5为新型硝化剂的反应具有反应条件温和、反应速率快、选择性高、无副反应发生、过程无污染等优点。可通过N2O4臭氧化法制备N2O5:已知在298 K,101 kPa时发生以下反应:Ⅰ.N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH1=+57 kJ·ml-1Ⅱ.2O3(g)===3O2(g)　ΔH2=-242.6 kJ·ml-1Ⅲ.2N2O5(s)===4NO2(g)+O2(g)　ΔH3=+56.8 kJ·ml-1Ⅳ.N2O4(g)+O3(g) N2O5(s)+O2(g) ΔH4则反应Ⅳ的ΔH4=　　　　　　　　。
易错点 　不能正确运用盖斯定律而出错
4. [2022河南洛阳考试]汽车尾气中的NO、NO2、CO等有毒气体会危害人体健康,可在汽车尾部加催化转化器,将有毒气体转化为无毒气体。已知:①2NO(g)+O2(g)===2NO2(g)　ΔH1=-112.3 kJ·ml-1②NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g)　ΔH2=-234 kJ·ml-1③N2(g)+O2(g)===2NO(g)　ΔH3=+179.5 kJ·ml-1请写出CO和NO2生成无污染气体的热化学方程式　 。 
专项　反应热的计算与比较
1. [2022天津和平区考试]用一氧化碳还原氮氧化物,可防止氮氧化物污染。已知:ⅰ.2C(s)+O2(g)===2CO(g)　ΔH=-221 kJ·ml-1ⅱ.N2(g)+O2(g)===2NO(g)　ΔH=+181 kJ·ml-1ⅲ.2CO(g)+2NO(g)===2CO2(g)+N2(g)ΔH=-747 kJ·ml-1则12 g C(s)完全燃烧所放出的热量为 (　　)A.787 kJ B.221 kJC.393.5 kJD.442 kJ
2 .[2022浙江十校联盟联考]直链丁烯有X、Y、Z三种同分异构体,已知:C4H8(g)+6O2(g)===4CO2(g)+4H2O(l)　ΔH1;C4H8(g)+H2(g)===C4H10(g)　ΔH2,在相同温度和压强下,ΔH1(X)<ΔH1(Y)<ΔH1(Z),下列判断不正确的是（ ）A.ΔH1<0,ΔH2<0B.Y(g)===Z(g)为放热反应C.ΔH2(X)<ΔH2(Y)<ΔH2(Z)D.2-丁醇的消去产物中,X的选择性最高(已知:选择性指生成目标产物所消耗的原料量在全部所消耗原料量中所占的比例)
3. [2022山东青岛质检]综合利用碳氧化物对促进低碳社会的构建具有重要意义。一定条件下,由二氧化碳合成乙醇的反应原理为2CO2(g)+6H2(g) C2H5OH(g)+3H2O(g) ΔH。已知化学键键能如表所示:上述反应的ΔH=　　　　　　　　　　　。
4. [2022湖南六校联考]已知H2、CO和C10H22(正癸烷,l)的燃烧热依次是285.8 kJ·ml-1、283 kJ·ml-1、6 730.6 kJ·ml-1,则反应21H2(g)+10CO(g)===C10H22(正癸烷,l)+10H2O(l)的反应热ΔH=　　　　　　　　　　kJ·ml-1。 
6. [2022陕西宝鸡一检]CO2是重要的工业原料,CO2的综合利用有利于碳达峰、碳中和目标的最终实现。CO2和乙烷反应制备乙烯。298 K时,相关物质的相对能量如图所示,CO2与乙烷反应生成乙烯、CO和气态水的热化学方程式为　。 已知:H2O(l)===H2O(g)　ΔH=-242 kJ·ml-1 -(-286 kJ·ml-1)=+44 kJ·ml -1。
[2022湖南常德考试](学术探索情境:室温下电催化乙炔加氢制乙烯)中国科学院大连化物所的科学研究者实现了室温下电催化乙炔加氢制乙烯,其反应机理如图1所示(其中吸附在铜催化剂表面上的物种用*标注)。
[2022浙江百校模拟](图象创新:焓变与温度的关系图)制备环氧丙醇的反应如下:① (l)+ (l) (l)+2CH3OH(l)　ΔH1<0② (l) (l)+CO2(g)　ΔH2>0 ③ (l)+ (l) (l)+2CH3OH(l)+CO2(g)　ΔH3<0 已知上述反应的焓变会随温度变化发生改变,焓变与温度的关系如图,下列说法不正确的是 （ ）A.曲线a代表反应②的焓变B.ΔH1+ΔH2=ΔH3C.曲线b在600 K对应的ΔH=+2.8 kJ·ml-1D.曲线c代表反应①的焓变
C　由题干信息可知,只有ΔH2>0,ΔH1、ΔH3均小于0,故曲线a代表反应②的焓变,A项正确;根据盖斯定律可知,反应①+反应②得到反应③,则ΔH1+ΔH2=ΔH3,B项正确;由ΔH2>0、ΔH1+ΔH2=ΔH3得ΔH1<ΔH3,故曲线b代表反应③的焓变,曲线c代表反应①的焓变,曲线b在600 K时对应的ΔH=ΔH1+ΔH2=(8.98-11.78) kJ·ml-1=-2.8 kJ·ml-1,C项错误、D项正确。
3. [2022山东潍坊一模](双选)科学家研究化合物M(s)催化CO2氢化的机理,单个CO2分子在M(s)表面反应过程的机理和相对能量曲线如图所示(已知1 eV=1.6×10-19 J)。TS1、TS2均为过渡态。下列说法错误的是 （ ）A.过渡态TS2比TS1更稳定B.过程P→TS2为化合物M生成化合物N的决速步骤C.化合物M催化CO2氢化反应过程中一定有Fe—O键的断裂D.该过程的热化学方程式为M(s)+CO2(g)===N(s)　ΔH=-11.63 kJ·ml-1
3.AD　过渡态TS2比TS1的能量高,因此TS1更稳定,A项错误;过程P→TS2的活化能最大,为化合物M生成化合物N的决速步骤,B项正确;M为CO2氢化的催化剂,所以N会重新生成M,N→M中有Fe—O键的断裂,C项正确;图示为单个CO2分子反应的相对能量变化,则该过程的热化学方程式为M(s)+CO2(g)===N(s)　ΔH=-11.63×6.02×1023 eV·ml-1=-11.63×1.6×10-22×6.02×1023 kJ·ml-1=-1 120 kJ·ml-1,D项错误。