專題7 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 10年高考化學(xué)真題專題分類匯編

專題七化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)考點1化學(xué)反應(yīng)中的能量變化1.(2024江蘇,5,3分)催化劑有選擇性,如C2H4與O2反應(yīng)用Ag催化生成(環(huán)氧乙烷)。下列說法正確的是()A.豆科植物固氮過程中,固氮酶能提高該反應(yīng)的活化能B.C2H4與O2反應(yīng)中,Ag催化能提高生成CH3CHO的選擇性C.H2O2制O2反應(yīng)中,MnO2能加快化學(xué)反應(yīng)速率D.SO2與O2反應(yīng)中,V2O5能減小該反應(yīng)的焓變答案C2.(2024北京,13,3分)苯在濃HNO3和濃H2SO4作用下,反應(yīng)過程中能量變化示意圖如下。下列說法不正確的是()A.從中間體到產(chǎn)物,無論從產(chǎn)物穩(wěn)定性還是反應(yīng)速率的角度均有利于產(chǎn)物ⅡB.X為苯的加成產(chǎn)物,Y為苯的取代產(chǎn)物C.由苯得到M時,苯中的大π鍵沒有變化D.對于生成Y的反應(yīng),濃H2SO4作催化劑答案C3.(2024貴州,14,3分)AgCN與CH3CH2Br可發(fā)生取代反應(yīng),反應(yīng)過程中CN-的C原子和N原子均可進攻CH3CH2Br,分別生成腈(CH3CH2CN)和異腈(CH3CH2NC)兩種產(chǎn)物。通過量子化學(xué)計算得到的反應(yīng)歷程及能量變化如圖(TS為過渡態(tài),Ⅰ、Ⅱ為后續(xù)物)。由圖示信息,下列說法錯誤的是()A.從CH3CH2Br生成CH3CH2CN和CH3CH2NC的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)B.過渡態(tài)TS1是由CN-的C原子進攻CH3CH2Br的α-C而形成的C.Ⅰ中“N--Ag”之間的作用力比Ⅱ中“C--Ag”之間的作用力弱D.生成CH3CH2CN放熱更多,低溫時CH3CH2CN是主要產(chǎn)物答案D4.(2024廣東,11,4分)按下圖裝置進行實驗。攪拌一段時間后,滴加濃鹽酸。不同反應(yīng)階段的預(yù)期現(xiàn)象及其相應(yīng)推理均合理的是()A.燒瓶壁會變冷,說明存在ΔH<0的反應(yīng)B.試紙會變藍,說明有NH3生成,產(chǎn)氨過程熵增C.滴加濃鹽酸后,有白煙產(chǎn)生,說明有NH4Cl升華D.實驗過程中,氣球會一直變大,說明體系壓強增大答案B5.(2024廣東,15,4分)對反應(yīng)S(g)T(g)(I為中間產(chǎn)物),相同條件下:①加入催化劑,反應(yīng)達到平衡所需時間大幅縮短;②提高反應(yīng)溫度,c平(S)/c平(T)增大,c平(S)/c平(I)減小?；谝陨鲜聦?可能的反應(yīng)歷程示意圖(—為無催化劑,----為有催化劑)為()答案A6.(2024安徽,10,3分)某溫度下,在密閉容器中充入一定量的X(g),發(fā)生下列反應(yīng):X(g)Y(g)(ΔH1<0),Y(g)Z(g)(ΔH2<0),測得各氣體濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示。下列反應(yīng)進程示意圖符合題意的是()答案B7.(2023浙江1月選考,14,3分)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,氣態(tài)反應(yīng)物和生成物的相對能量與反應(yīng)歷程示意圖如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相對能量為0],下列說法不正確的是()A.E6-E3=E5-E2B.可計算Cl—Cl鍵能為2(E2-E3)kJ·mol-1C.相同條件下,O3的平衡轉(zhuǎn)化率:歷程Ⅱ>歷程ⅠD.歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:ClO(g)+O(g)O2(g)+Cl(g)ΔH=(E5-E4)kJ·mol-1答案C8.(2022湖南,12,4分)(雙選)反應(yīng)物(S)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物(P或P·Z)的能量與反應(yīng)進程的關(guān)系如下圖所示:下列有關(guān)四種不同反應(yīng)進程的說法正確的是()A.進程Ⅰ是放熱反應(yīng)B.平衡時P的產(chǎn)率:Ⅱ>ⅠC.生成P的速率:Ⅲ>ⅡD.進程Ⅳ中,Z沒有催化作用答案AD9.(2022浙江1月選考,18,2分)相關(guān)有機物分別與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成1mol環(huán)己烷()的能量變化如圖所示:下列推理不正確的是()A.2ΔH1≈ΔH2,說明碳碳雙鍵加氫放出的熱量與分子內(nèi)碳碳雙鍵數(shù)目成正比B.ΔH2<ΔH3,說明單雙鍵交替的兩個碳碳雙鍵間存在相互作用,有利于物質(zhì)穩(wěn)定C.3ΔH1<ΔH4,說明苯分子中不存在三個完全獨立的碳碳雙鍵D.ΔH3-ΔH1<0,ΔH4-ΔH3>0,說明苯分子具有特殊穩(wěn)定性答案A10.(2019海南單科,5,2分)根據(jù)圖中的能量關(guān)系,可求得C—H鍵的鍵能為()A.414kJ·mol-1 B.377kJ·mol-1C.235kJ·mol-1 D.197kJ·mol-1答案A11.(2018北京理綜,7,6分)我國科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應(yīng)歷程。該歷程示意圖如下。下列說法不正確的是()A.生成CH3COOH總反應(yīng)的原子利用率為100%B.CH4→CH3COOH過程中,有C—H鍵發(fā)生斷裂C.①→②放出能量并形成了C—C鍵D.該催化劑可有效提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率答案D12.(2018浙江4月選考,21,2分)氫鹵酸的能量關(guān)系如圖所示:下列說法正確的是()A.已知HF氣體溶于水放熱,則HF的ΔH1<0B.相同條件下,HCl的ΔH2比HBr的小C.相同條件下,HCl的(ΔH3+ΔH4)比HI的大D.一定條件下,氣態(tài)原子生成1molH—X鍵放出akJ能量,則該條件下ΔH2=akJ·mol-1答案D13.(2018江蘇單科,10,2分)下列說法正確的是()A.氫氧燃料電池放電時化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能B.反應(yīng)4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)常溫下可自發(fā)進行,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)C.3molH2與1molN2混合反應(yīng)生成NH3,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目小于6×6.02×1023D.在酶催化淀粉水解反應(yīng)中,溫度越高淀粉水解速率越快答案C14.(2016海南單科,6,2分)油酸甘油酯(相對分子質(zhì)量884)在體內(nèi)代謝時可發(fā)生如下反應(yīng):C57H104O6(s)+80O2(g)57CO2(g)+52H2O(l)已知燃燒1kg該化合物釋放出熱量3.8×104kJ。油酸甘油酯的燃燒熱ΔH為()A.3.8×104kJ·mol-1 B.-3.8×104kJ·mol-1C.3.4×104kJ·mol-1 D.-3.4×104kJ·mol-1答案D15.(2016海南單科,11,4分)由反應(yīng)物X轉(zhuǎn)化為Y和Z的能量變化如圖所示。下列說法正確的是()A.由X→Y反應(yīng)的ΔH=E5-E2B.由X→Z反應(yīng)的ΔH<0C.降低壓強有利于提高Y的產(chǎn)率D.升高溫度有利于提高Z的產(chǎn)率答案BC16.(2015江蘇單科,4,2分)在CO2中,Mg燃燒生成MgO和C。下列說法正確的是()A.元素C的單質(zhì)只存在金剛石和石墨兩種同素異形體B.Mg、MgO中鎂元素微粒的半徑:r(Mg2+)>r(Mg)C.在該反應(yīng)條件下,Mg的還原性強于C的還原性D.該反應(yīng)中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能答案C17.(2015北京理綜,9,6分)最新報道:科學(xué)家首次用X射線激光技術(shù)觀察到CO與O在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過程。反應(yīng)過程的示意圖如下:下列說法正確的是()A.CO和O生成CO2是吸熱反應(yīng)B.在該過程中,CO斷鍵形成C和OC.CO和O生成了具有極性共價鍵的CO2D.狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應(yīng)的過程答案C18.(2015海南單科,4,2分)已知丙烷的燃燒熱ΔH=-2215kJ·mol-1。若一定量的丙烷完全燃燒后生成1.8g水,則放出的熱量約為()A.55kJ B.220kJ C.550kJ D.1108kJ答案A19.(2023全國甲,28,15分)甲烷選擇性氧化制備甲醇是一種原子利用率高的方法?；卮鹣铝袉栴}:(1)已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:①3O2(g)2O3(g)K1ΔH1=285kJ·mol-1②2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(l)K2ΔH2=-329kJ·mol-1反應(yīng)③CH4(g)+O3(g)CH3OH(l)+O2(g)的ΔH3=kJ·mol-1,平衡常數(shù)K3=(用K1、K2表示)。

(2)電噴霧電離等方法得到的M+(Fe+、Co+、Ni+等)與O3反應(yīng)可得MO+。MO+與CH4反應(yīng)能高選擇性地生成甲醇。分別在300K和310K下(其他反應(yīng)條件相同)進行反應(yīng)MO++CH4M++CH3OH,結(jié)果如下圖所示。圖中300K的曲線是(填“a”或“b”)。300K、60s時MO+的轉(zhuǎn)化率為(列出算式)。

(3)MO+分別與CH4、CD4反應(yīng),體系的能量隨反應(yīng)進程的變化如下圖所示(兩者歷程相似,圖中以CH4示例)。(ⅰ)步驟Ⅰ和Ⅱ中涉及氫原子成鍵變化的是(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

(ⅱ)直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時,反應(yīng)速率會變慢,則MO+與CD4反應(yīng)的能量變化應(yīng)為圖中曲線(填“c”或“d”)。

(ⅲ)MO+與CH2D2反應(yīng),氘代甲醇的產(chǎn)量CH2DODCHD2OH(填“>”“=”或“<”)。若MO+與CHD3反應(yīng),生成的氘代甲醇有種。

答案(1)-307K(2)b1-10-0.1(3)(ⅰ)Ⅰ(ⅱ)c(ⅲ)<220.(2022浙江6月選考,27,4分)聯(lián)合生產(chǎn)是化學(xué)綜合利用資源的有效方法。煅燒石灰石反應(yīng):CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)ΔH=1.8×102kJ·mol-1,石灰石分解需要的能量由焦炭燃燒提供。將石灰石與焦炭按一定比例混合于石灰窯中,連續(xù)鼓入空氣,使焦炭完全燃燒生成CO2,其熱量有效利用率為50%。石灰窯中產(chǎn)生的富含CO2的窯氣通入氨的氯化鈉飽和溶液中,40%的CO2最終轉(zhuǎn)化為純堿。已知:焦炭的熱值為30kJ·g-1(假設(shè)焦炭不含雜質(zhì))。請回答:(1)每完全分解100kg石灰石(含CaCO390%,雜質(zhì)不參與反應(yīng)),需要投料kg焦炭。

(2)每生產(chǎn)106kg純堿,同時可獲得kgCaO(列式計算)。

答案(1)10.8(2)70由(1)計算可知參與反應(yīng)的CaCO3和焦炭的物質(zhì)的量之比為1∶1,因此m(CaO)=106kg×56g·21.[2014北京理綜,26(3)]NH3經(jīng)一系列反應(yīng)可以得到HNO3和NH4NO3,如下圖所示。(3)Ⅲ中,降低溫度,將NO2(g)轉(zhuǎn)化為N2O4(l),再制備濃硝酸。①已知:2NO2(g)N2O4(g)ΔH12NO2(g)N2O4(l)ΔH2下列能量變化示意圖中,正確的是(選填字母)。

②N2O4與O2、H2O化合的化學(xué)方程式是。

答案(3)①A②2N2O4+O2+2H2O4HNO3考點2熱化學(xué)方程式的書寫蓋斯定律的應(yīng)用1.(2022江蘇,6,3分)周期表中ⅣA族元素及其化合物應(yīng)用廣泛。甲烷具有較大的燃燒熱(890.3kJ·mol-1),是常見燃料;Si、Ge是重要的半導(dǎo)體材料,硅晶體表面SiO2能與氫氟酸(HF,弱酸)反應(yīng)生成H2SiF6(H2SiF6在水中完全電離為H+和SiF62-);1885年德國化學(xué)家將硫化鍺(GeS2)與H2共熱制得了門捷列夫預(yù)言的類硅—鍺。我國古代就掌握了青銅(銅—錫合金)的冶煉、加工技術(shù),制造出許多精美的青銅器;Pb、PbO2是鉛蓄電池的電極材料,不同鉛化合物一般具有不同顏色,歷史上曾廣泛用作顏料。下列化學(xué)反應(yīng)表示正確的是(A.SiO2與HF溶液反應(yīng):SiO2+6HF2H++SiF62-+2H2B.高溫下H2還原GeS2:GeS2+H2Ge+2H2SC.鉛蓄電池放電時的正極反應(yīng):Pb-2e-+SO42-PbSOD.甲烷的燃燒:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=890.3kJ·mol-1答案A2.(2022浙江6月選考,18,2分)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,下列物質(zhì)氣態(tài)時的相對能量如下表:物質(zhì)(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/kJ·mol-1249218391000-136-242可根據(jù)HO(g)+HO(g)H2O2(g)計算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol-1。下列說法不正確的是()A.H2的鍵能為436kJ·mol-1B.O2的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍C.解離氧氧單鍵所需能量:HOO<H2O2D.H2O(g)+O(g)H2O2(g)ΔH=-143kJ·mol-1答案C3.(2016江蘇單科,8,2分)通過以下反應(yīng)均可獲取H2。下列有關(guān)說法正確的是()①太陽光催化分解水制氫:2H2O(l)2H2(g)+O2(g)ΔH1=571.6kJ·mol-1②焦炭與水反應(yīng)制氫:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH2=131.3kJ·mol-1③甲烷與水反應(yīng)制氫:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH3=206.1kJ·mol-1A.反應(yīng)①中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.反應(yīng)②為放熱反應(yīng)C.反應(yīng)③使用催化劑,ΔH3減小D.反應(yīng)CH4(g)C(s)+2H2(g)的ΔH=74.8kJ·mol-1答案D4.(2015重慶理綜,6,6分)黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一,其爆炸的熱化學(xué)方程式為:S(s)+2KNO3(s)+3C(s)K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)ΔH=xkJ·mol-1已知:碳的燃燒熱ΔH1=akJ·mol-1S(s)+2K(s)K2S(s)ΔH2=bkJ·mol-12K(s)+N2(g)+3O2(g)2KNO3(s)ΔH3=ckJ·mol-1則x為()A.3a+b-c B.c-3a-b C.a+b-c D.c-a-b答案A5.(2014江蘇單科,10,2分)已知:C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH1CO2(g)+C(s)2CO(g)ΔH22CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH34Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)ΔH43CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s)ΔH5下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是()A.ΔH1>0,ΔH3<0 B.ΔH2>0,ΔH4>0C.ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.ΔH3=ΔH4+ΔH5答案C6.(2014重慶理綜,6,6分)已知:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=akJ·mol-12C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH=-220kJ·mol-1H—H、OO和O—H鍵的鍵能分別為436、496和462kJ·mol-1,則a為()A.-332 B.-118 C.+350 D.+130答案D7.(2020浙江7月選考,29,10分)研究CO2氧化C2H6制C2H4對資源綜合利用有重要意義。相關(guān)的主要化學(xué)反應(yīng)有:ⅠC2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH1=136kJ·mol-1ⅡC2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH2=177kJ·mol-1ⅢC2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g)ΔH3ⅣCO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH4=41kJ·mol-1已知:298K時,相關(guān)物質(zhì)的相對能量(如下圖)?？筛鶕?jù)相關(guān)物質(zhì)的相對能量計算反應(yīng)或變化的ΔH(ΔH隨溫度變化可忽略)。例如:H2O(g)H2O(l)ΔH=-286kJ·mol-1-(-242kJ·mol-1)=-44kJ·mol-1。請回答:(1)①根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對能量計算ΔH3=kJ·mol-1。

②下列描述正確的是。

A.升高溫度反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)增大B.加壓有利于反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移動C.反應(yīng)Ⅲ有助于乙烷脫氫,有利于乙烯生成D.恒溫恒壓下通水蒸氣,反應(yīng)Ⅳ的平衡逆向移動③有研究表明,在催化劑存在下,反應(yīng)Ⅱ分兩步進行,過程如下:【C2H6(g)+CO2(g)】→【C2H4(g)+H2(g)+CO2(g)】→【C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)】,且第二步速率較慢(反應(yīng)活化能為210kJ·mol-1)。根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對能量,畫出反應(yīng)Ⅱ分兩步進行的“能量-反應(yīng)過程圖”,起點從【C2H6(g)+CO2(g)】的能量-477kJ·mol-1開始(如下圖)。(2)①CO2和C2H6按物質(zhì)的量1∶1投料,在923K和保持總壓恒定的條件下,研究催化劑X對“CO2氧化C2H6制C2H4”的影響,所得實驗數(shù)據(jù)如下表:催化劑轉(zhuǎn)化率C2H6/%轉(zhuǎn)化率CO2/%產(chǎn)率C2H4/%催化劑X19.037.63.3結(jié)合具體反應(yīng)分析,在催化劑X作用下,CO2氧化C2H6的主要產(chǎn)物是,判斷依據(jù)是。

②采用選擇性膜技術(shù)(可選擇性地讓某氣體通過而離開體系)可提高C2H4的選擇性(生成C2H4的物質(zhì)的量與消耗C2H6的物質(zhì)的量之比)。在773K,乙烷平衡轉(zhuǎn)化率為9.1%,保持溫度和其他實驗條件不變,采用選擇性膜技術(shù),乙烷轉(zhuǎn)化率可提高到11.0%。結(jié)合具體反應(yīng)說明乙烷轉(zhuǎn)化率增大的原因是。

答案(1)①430②AD③(2)①COC2H4的產(chǎn)率低,說明催化劑X有利于提高反應(yīng)Ⅲ速率②選擇性膜吸附C2H4,促進反應(yīng)Ⅱ平衡正向移動8.(2015福建理綜,24,15分)無水氯化鋁在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。(1)氯化鋁在水中形成具有凈水作用的氫氧化鋁膠體,其反應(yīng)的離子方程式為。

(2)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3,含有Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))制取無水氯化鋁的一種工藝流程示意如下:已知:物質(zhì)SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2沸點/℃57.6180(升華)300(升華)1023①步驟Ⅰ中焙燒使固體水分揮發(fā)、氣孔數(shù)目增多,其作用是

(只要求寫出一種)。

②步驟Ⅱ中若不通入氯氣和氧氣,則反應(yīng)生成相對原子質(zhì)量比硅大的單質(zhì)是。

③已知:Al2O3(s)+3C(s)2Al(s)+3CO(g)ΔH1=+1344.1kJ·mol-12AlCl3(g)2Al(s)+3Cl2(g)ΔH2=+1169.2kJ·mol-1由Al2O3、C和Cl2反應(yīng)生成AlCl3的熱化學(xué)方程式為

。

④步驟Ⅲ的尾氣經(jīng)冷卻至室溫后,氣體用足量的NaOH冷溶液吸收,生成的鹽主要有3種,其化學(xué)式分別為。

⑤結(jié)合流程及相關(guān)數(shù)據(jù)分析,步驟Ⅴ中加入鋁粉的目的是。

答案(1)Al3++3H2OAl(OH)3+3H+(2)①防止后續(xù)步驟生成的AlCl3水解或增大反應(yīng)物的接觸面積,加快反應(yīng)速率②鐵或Fe③Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)2AlCl3(g)+3CO(g)ΔH=+174.9kJ·mol-1④NaCl、NaClO、Na2CO3⑤除去FeCl3,提高AlCl3純度9.(2015四川理綜,11,16分)為了保護環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)?；罨蜩F礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O15Fe