专题8 化学反应的热效应-【十年高考】备战2025年高考化学真题分类解析与应试策略（Word版）

专题八　化学反应的热效应 考点 2015-2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2024年 合计 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 18.化学反应中的能量变化 0 12 0 4 0 2 0 2 0 3 1 1 1 24 19.盖斯定律的应用 0 5 0 2 0 1 0 1 0 0 0 0 0 9 命题分析与备考建议 本专题重点考查三方面的内容:(1)反应热的概念及计算;(2)热化学方程式的书写与正误判断;(3)盖斯定律及其应用。对化学反应中的能量变化,复习备考应从两个角度进行,一是从总能量变化的角度,二是从化学键键能的角度。对热化学方程式的复习,一要抓住热化学方程式的书写规则,二要注意题目条件的设置。对盖斯定律有关问题的复习,要理解盖斯定律的本质,熟悉历年高考考查类型(图像型、字母型、数值型等)。 考点18化学反应中的能量变化　 　　本考点多以化学反应与能量的基本概念命题,考查化学反应中能量转化的形式和反应热的有关计算。近几年常常与反应历程,反应机理相结合考查,难度有所上升。 1.(2024·全国甲,7,6分,难度★★)人类对能源的利用经历了柴薪、煤炭和石油时期,现正向新能源方向高质量发展。下列有关能源的叙述错误的是(　C　) 　　　 　　　　　 　　　　　 　　 A.木材与煤均含有碳元素 B.石油裂化可生产汽油 C.燃料电池将热能转化为电能 D.太阳能光解水可制氢 解析 木材的主要成分为纤维素[分子式为(C6H10O5)n],纤维素中含碳、氢、氧三种元素,煤是有机物和无机物组成的复杂混合物,主要含碳元素,A项正确;石油裂化是将重油裂化为汽油、煤油等轻质油的过程,B项正确;燃料电池是将燃料的化学能转化为电能的装置,不是将热能转化为电能,C项错误;在催化剂作用下,利用太阳能光解水可以生成氢气和氧气,D项正确。 2.(2024·安徽,10,3分,难度★★★)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)(ΔH1<0),Y(g)Z(g)(ΔH2<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　) 解析 由Y曲线可知,Y的量先增加后减少,说明X(g)Y(g)的速率比Y(g)Z(g)的速率大,即第一个反应的活化能小于第二个反应的活化能,C、D错误;由两个反应的焓变均小于0,可知A错误,B正确。 3.(2023·江苏,7,3分,难度★★)下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是 (　A　) A.H2具有还原性,可作为氢氧燃料电池的燃料 B.氨极易溶于水,液氨可用作制冷剂 C.H2O分子之间形成氢键,H2O(g)的热稳定性比H2S(g)的高 D.N2H4中的N原子与H+形成配位键,N2H4具有还原性 解析 H2具有还原性,可与氧气反应,作为氢氧燃料电池的燃料,A正确;液氨可用作制冷剂的主要原因是液氨汽化吸热,和氨极易溶于水无关,B错误;H2O(g)的热稳定性比H2S(g)的高,主要原因为氧氢键的键能高于硫氢键,和H2O分子之间形成氢键无关,C错误;N2H4具有还原性,在于N本身可以失电子,且N2H4中无配位键,D错误。 4.(2023·海南,7,3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 C2H6(g) C2H4(g) H2(g) ΔH/(kJ·mol-1) -1 559.8 -1 411 -285.8 A.C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-1 411 kJ·mol-1 B.C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH=-137 kJ·mol-1 C.H2O(l)O2(g)+H2(g) ΔH=+285.8 kJ·mol-1 D.C2H6(g)+O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 559.8 kJ·mol-1 解析 1 mol纯物质完全燃烧生成指定的物质放出的热量称为燃烧热。H2O应该为液态,A错误; 根据燃烧热写出热化学反应方程式: ①C2H6(g)+O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)　 ΔH=-1 559.8 kJ·mol-1, ②C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)　 ΔH=-1 411 kJ·mol-1, ③O2(g)+H2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1,根据盖斯定律,反应①-(②+③)得反应: C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH=+137 kJ·mol-1,B错误,D正确;氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,则H2O(l)O2(g)+H2(g)　ΔH=+285.8 kJ·mol-1,C错误。 5.(2022·浙江,18,2分,难度★★★)标准状态下,下列物质气态时的相对能量如下表: 物质(g) O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O 249 218 39 10 0 0 -136 -242 可根据HO(g)+HO(g)H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-1。下列说法不正确的是 (　C　) A.H2的键能为436 kJ·mol-1 B.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<H2O2 D.H2O(g)+O(g)H2O2(g)　ΔH=-143 kJ·mol-1 解析 H(g)的相对能量为218 kJ·mol-1,H2(g)的相对能量为0,故两个气态氢原子成键释放出的能量为218 kJ·mol-1×2-0=436 kJ·mol-1,即H2的键能为436 kJ·mol-1,A项说法正确;O2的键能为249 kJ·mol-1×2=498 kJ·mol-1,大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍,B项说法正确;可根据O(g)+HO(g)HOO(g)计算出HOO中氧氧单键的键能为278 kJ·mol-1,大于H2O2(g)中氧氧单键的键能,C项说法错误;焓变等于生成物的总能量减去反应物的总能量,即H2O(g)+O(g)H2O2(g)　ΔH=-136 kJ·mol-1-(-242 kJ·mol-1+249 kJ·mol-1)=-143 kJ·mol-1,D项说法正确。 6.(2022·湖南,12,4分,难度★★★)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　) A.进程Ⅰ是放热反应 B.平衡时P的产率:Ⅱ>Ⅰ C.生成P的速率:Ⅲ>Ⅱ D.进程Ⅳ中,Z没有催化作用 解析 从图Ⅰ看,反应物总能量比生成物总能量高,该反应为放热反应,A项正确;从图Ⅱ来看,X为催化剂,改变反应的历程,但是不能影响反应物的转化率,B项错误;比较图Ⅱ、图Ⅲ可知,图Ⅲ中决定反应速率的反应的活化能较大,反应速率较小,C项错误;从图Ⅳ中的反应历程看,该反应的活化能比图Ⅰ中低,说明Z在反应中也起到了催化作用,D项错误。 7.(2021·山东,14,4分,难度★★★★)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-+CH3O-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COH D.反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变 解析 反应的活化能越大,化学反应越慢,由反应进程中的能量变化图可知,反应Ⅰ、Ⅳ的活化能较高,故反应Ⅰ、Ⅳ为决速步,A项说法错误;反应Ⅰ为加成反应,为快速平衡;反应Ⅱ的成键和断键方式为或,后者能生成18OH-,故反应结束后溶液中存在18OH-,B项说法正确,符合题目要求;反应Ⅲ的成键和断键方式为:或,故反应结束后的溶液中不会存在COH,C项说法错误;从题图可以看出,总反应对应反应物的总能量高于生成物总能量,总反应为放热反应,故和CH3O-的总能量与和OH-的总能量之差等于图示总反应的焓变,D项说法错误。 8.(双选)(2021·湖南,14,14分,难度★★★★)铁的配合物离子(用[L-Fe-H]+表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示: 下列说法错误的是 (　CD　) A.该过程的总反应为HCOOHCO2↑+H2↑ B.H+浓度过大或者过小,均导致反应速率降低 C.该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化 D.该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定 解析 从图可知,该过程的总反应为HCOOHCO2↑+H2↑,A项说法正确;结合能量图看,H+浓度过大会使HCOO-浓度过低,H+浓度过小则反应Ⅲ→Ⅳ的反应物浓度降低,均会降低该反应的反应速率,B项说法正确;金属氢化物中氢为-1价,据此分析该反应过程中Fe的化合价都是+3价,即反应过程中铁的化合价不发生变化,C项说法错误;从Ⅳ→Ⅰ的过程活化能最大,决定了总反应的速率,D项说法错误。 9.(2020·天津,10,3分,难度★★★)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 (　D　) A.HCN比HNC稳定 B.该异构化反应的ΔH=+59.3 kJ·mol-1 C.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 解析 根据图示,HCN的相对能量低于HNC的相对能量,故HCN较稳定,A项说法正确;HCN(g)HNC(g)为吸热反应,ΔH=+59.3 kJ·mol-1,B项说法正确;根据图示可知,正反应的活化能明显大于逆反应的活化能,C项说法正确;使用催化剂,可以改变反应的活化能,但不能改变反应热,D项说法错误。 10.(2020·浙江,22,2分,难度★★★)关于下列ΔH的判断正确的是 (　B　) C(aq)+H+(aq)HC(aq)　ΔH1 C(aq)+H2O(l)HC(aq)+OH-(aq) ΔH2 OH-(aq)+H+(aq)H2O(l)　ΔH3 OH-(aq)+CH3COOH(aq)CH3COO-(aq)+H2O(l)　ΔH4 　 　　　　　 　　　　　 　　　　 A.ΔH1<0　ΔH2<0 B.ΔH1<ΔH2 C.ΔH3<0　ΔH4>0 D.ΔH3>ΔH4 解析 C与H+的反应为放热反应,ΔH1<0,C与H2O(l)的反应为水解反应,反应吸热,ΔH2>0,则ΔH1<ΔH2,A项错误,B项正确;OH-(aq)与H+(aq)的反应会放出热量,ΔH3<0,CH3COOH是弱酸,与OH-(aq)发生中和反应,也是放热反应,ΔH4<0,但是ΔH3<ΔH4,C、D项错误。 11.(2020·江苏,8,2分,难度★★★)反应SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是 (　B　) A.该反应ΔH>0、ΔS<0 B.该反应的平衡常数K= C.高温下反应每生成1 mol Si需消耗2×22.4 L H2 D.用E表示键能,该反应ΔH=4E(Si—Cl)+2E(H—H)-4E(H—Cl) 解析 A项,该反应是气体分子数增大的反应,ΔS>0,错误;C项,高温下气体的摩尔体积不一定为22.4 L·mol-1,错误;D项,硅为原子晶体,1 mol晶体硅中含有2 mol Si—Si键,则ΔH=4E(Si—Cl)+2E(H—H)-2E(Si—Si键)-4E(H—Cl),错误。 12.(2019·海南,5,2分,难度★★)根据下图中的能量关系,可求得C—H键的键能为 (　A　) 　 　　　　　 　　　　　 　　　　 A.414 kJ·mol-1 B.377 kJ·mol-1 C.235 kJ·mol-1 D.197 kJ·mol-1 解析 从题图中可以得到如下热化学方程式:C(s)+2H2(g)CH4(g)　ΔH3=-75 kJ·mol-1,设C—H键的键能为x kJ·mol-1,则717+864-4x=-75,计算得x=414,即选A。 13.(双选)(2018·海南,12,4分,难度★★★)炭黑是雾霾中的重要颗粒物,研究发现它可以活化氧分子,生成活化氧,活化过程的能量变化模拟计算结果如下图所示。活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列说法正确的是 (　CD　) A.每活化一个氧分子吸收0.29 eV的能量 B.水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42 eV C.氧分子的活化是O—O的断裂与C—O键的生成过程 D.炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂 解析 从图可知,活化氧分子为放热反应,A项错误;活化氧分子所需的活化能为图的左侧,即水可使活化能降低0.75 eV-0.57 eV=0.18 eV,B项错误;从图上看,该反应中氧气中的共价键被拆开,形成了碳氧键,C项正确;炭黑颗粒活化了氧分子,活化氧可以快速氧化二氧化硫,D项正确。 14.(2018·北京,7,6分,难度★★★)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。 下列说法不正确的是 (　D　) A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100% B.CH4→CH3COOH过程中,有C—H键发生断裂 C.①→②放出能量并形成了C—C键 D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 解析 A项,由示意图可知反应的化学方程式为CO2+CH4CH3COOH,反应中原子的利用率为100%,说法正确;B项,由示意图可知CH4在催化剂作用下发生C—H键断裂,说法正确;C项,①的总能量高于②,①→②转化过程放出热量,并形成了C—C键,说法正确;D项,催化剂不能改变平衡的移动方向,不能提高转化率,说法错误。 15.(2018·浙江,21,2分,难度★★★)氢卤酸的能量关系如图所示: 下列说法正确的是 (　D　) A.已知HF气体溶于水放热,则HF的ΔH1<0 B.相同条件下,HCl的ΔH2比HBr的小 C.相同条件下,HCl的(ΔH3+ΔH4)比HI的大 D.一定条件下,气态原子生成1 mol H—X键放出a kJ能量,则该条件下ΔH2=a kJ·mol-1 解析 A选项,ΔH1为HF从溶液状态变为气体状态过程的能量变化,HF气体溶于水放热,因此ΔH1>0,错误;B选项,HCl中H—Cl 键键能大于HBr中H—Br键键能,因此HCl的ΔH2比HBr的大,错误;C选项,HCl和HI的(ΔH3+ΔH4)均为H(g)变为H+(g),H+(g)变为H+(aq)过程的能量变化,因此二者的(ΔH3+ΔH4)相等,错误;D选项,生成1 mol H—X键放热,拆开1 mol H—X键吸热,二者吸、放热的数值的绝对值相同,符号相反,由此可知ΔH2=a kJ·mol-1,正确。 16.(2018·江苏,10,2分,难度★★★)下列说法正确的是 (　C　) A.氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能 B.反应4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)常温下可自发进行,该反应为吸热反应 C.3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH3,转移电子的数目小于6×6.02×1023 D.在酶催化淀粉水解反应中,温度越高淀粉水解速率越快 解析 该反应为可逆反应,不能反应彻底,生成的NH3小于2 mol,则转移电子数小于6 mol,C项正确;酶是一种蛋白质,温度过高时蛋白质会发生变性,失去生理活性,D项错误。 17.(2017·天津,3,6分,难度★)下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是 (　A　) A.硅太阳能电池工作时,光能转化成电能 B.锂离子电池放电时,化学能转化成电能 C.电解质溶液导电时,电能转化成化学能 D.葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能 解析 B项、C项属于电化学反应,一定有电子转移,一定发生氧化还原反应;D项营养物质为人类提供能量的过程,是被O2氧化的过程,发生了氧化还原反应;A项光能转化成电能的过程没有新物质生成,没有发生化学反应,故选A。 18.(2016·海南,6,2分,难度★★)油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应:C57H104O6(s)+80O2(g)57CO2(g)+52H2O(l)。已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8×104 kJ。油酸甘油酯的燃烧热ΔH为 (　D　) A.3.8×104 kJ·mol-1 B.-3.8×104 kJ·mol-1 C.3.4×104 kJ·mol-1 D.-3.4×104 kJ·mol-1 解析 燃烧1 kg油酸甘油酯释放出热量3.8×104 kJ,则1 kg该化合物的物质的量为 mol,则油酸甘油酯的燃烧热ΔH=-≈-3.4×104 kJ·mol-1,D选项正确。 19.(双选)(2016·海南,11,4分,难度★★)由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是 (　BC　) A.由X→Y反应的ΔH=E5-E2 B.由X→Z反应的ΔH<0 C.降低压强有利于提高Y的产率 D.升高温度有利于提高Z的产率 解析 A选项,根据化学反应的实质,由X→Y反应的ΔH=E3-E2,错误;B选项,由图像可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应,即由X→Z反应的ΔH<0,正确;C选项,根据化学反应2X(g)3Y(g),该反应是反应前后气体分子数增加的可逆反应,降低压强,平衡正向移动,有利于提高Y的产率,正确;D选项,由B分析可知,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,Z的产率降低,错误。 判断吸热反应或放热反应的方法 一是比较反应物和生成物总能量的相对大小,生成物总能量比反应物总能量高的反应是吸热反应;二是比较反应物和生成物的总键能;三是利用常见反应的分类进行判断。 20.(2015·江苏,4,2分,难度★★)在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C。下列说法正确的是 (　C　) A.元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体 B.Mg、MgO中镁元素微粒的半径:r(Mg2+)>r(Mg) C.在该反应条件下,Mg的还原性强于C的还原性 D.该反应中化学能全部转化为热能 解析 碳的单质还有C60等物质,A项错误;r(Mg)>r(Mg2+),B项错误;由于该反应条件下Mg置换出了碳,故C项正确;该反应中部分化学能转化为光能,D项错误。 21.(2015·北京,9,6分,难度★★★)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下: 下列说法正确的是 (　C　) A.CO和O生成CO2是吸热反应 B.在该过程中,CO断键形成C和O C.CO和O生成了具有极性共价键的CO2 D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程 解析 B项,根据状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可以看出整个过程中的CO没有断裂成C和O,B错误;C项,CO2中的共价键是不同的非金属元素原子之间形成的,因此是极性键,C正确;D项,状态Ⅰ→状态Ⅲ表示的是CO与O形成CO2的过程,D错误。 22.(2015·海南,4,2分,难度★★★)已知丙烷的燃烧热ΔH=-2 215 kJ·mol-1。若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水,则放出的热量约为 (　A　) A.55 kJ B.220 kJ C.550 kJ D.1 108 kJ 解析 丙烷的燃烧热是指1 mol丙烷完全燃烧生成4 mol H2O(l)和3 mol CO2时放出的热量,若生成1.8 g H2O,则放出的热量为2 215× kJ=55.375 kJ≈55 kJ,A项正确。 23.(2023·北京,16,14分,难度★★★★)尿素[CO(NH2)2]合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。 (1)十九世纪初,用氰酸银(AgOCN)与NH4Cl在一定条件下反应制得CO(NH2)2,实现了由无机物到有机物的合成。该反应的化学方程式是　。  (2)二十世纪初,工业上以CO2和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步进行。 ⅰ.CO2和NH3生成NH2COONH4; ⅱ.NH2COONH4分解生成尿素。 结合反应历程中能量变化示意图,下列说法正确的是　　　(填序号)。  a.活化能:反应ⅰ<反应ⅱ b.ⅰ为放热反应,ⅱ为吸热反应 c.CO2(l)+2NH3(l)CO(NH2)2(l)+H2O(l)　ΔH=E1-E4 (3)近年研究发现,电催化CO2与含氮物质(N等)在常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和,在电极上反应生成CO(NH2)2,电解原理如图所示。 ①电极b是电解池的　　　　极。  ②电解过程中生成尿素的电极反应式是  　。  (4)尿素样品含氮量的测定方法如下。 已知:溶液中c(N)不能直接用NaOH溶液准确滴定。 尿素 样品消化液NH3 计算样品中 的含氮量 ①消化液中的含氮粒子是　　　　。  ②步骤Ⅳ中标准NaOH溶液的浓度和消耗的体积分别为c和V,计算样品含氮量还需要的实验数据有  　。  答案 (1)AgOCN+NH4ClCO(NH2)2+AgCl (2)ab (3)①阳　②2N+16e-+CO2+18H+CO(NH2)2+7H2O (4)①N　②尿素样品的质量、步骤Ⅲ加入的过量H2SO4溶液的体积和浓度 解析 (1)根据原子守恒分析,AgOCN与NH4Cl反应生成尿素和氯化银,化学方程式是AgOCN+NH4ClCO(NH2)2+AgCl。 (2)反应ⅰ的活化能是E1,反应ⅱ的活化能是E3,E1<E3,a项正确;从图中反应物和生成物能量的相对大小可看出反应ⅰ为放热反应,反应为ⅱ为吸热反应,b项正确;反应ⅰ的热化学方程式为CO2(l)+2NH3(l)NH2COONH4(l)　ΔH1=E1-E2,反应ⅱ的热化学方程式为NH2COONH4(l)CO(NH2)2(l)+H2O(l)　ΔH2=E3-E4,总反应的热化学方程式为CO2(l)+2NH3(l)CO(NH2)2(l)+H2O(l)　ΔH=E1-E2+E3-E4,c项错误。 (3)①电极b上发生H2O失电子生成O2的氧化反应,是电解池的阳极。②电极a上硝酸根离子得电子转化为尿素,再结合酸性环境可分析出电极反应式为2N+16e-+CO2+18H+CO(NH2)2+7H2O。 (4)①尿素消化分解生成NH3和CO2,由于反应中存在浓硫酸,则消化液中含氮粒子为N。②除了已知数据外,还需要的是尿素样品的质量、步骤Ⅲ加入的过量H2SO4溶液的体积和浓度。 24.(2020·海南,16,10分,难度★★★)作为一种绿色消毒剂,H2O2在公共卫生事业中发挥了重要的作用。已知反应: H2O2(l)H2O(1)+O2(g)　ΔH=-98 kJ·mol-1 K=2.88×1020 回答问题: (1)H2O2的强氧化性使其对大多数致病菌和病毒具有消杀功能。用3%医用H2O2对传染病房喷洒消毒时,地板上有气泡冒出,该气体是　　　　　　　　。  (2)纯H2O2可作为民用驱雹火箭推进剂。在火箭喷口铂网催化下,H2O2剧烈分解:H2O2(l)H2O(g)+O2(g),放出大量气体,驱动火箭升空。每消耗34 g H2O2,理论上　　　　　　(填“放出”或“吸收”)热量　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)98 kJ。  (3)纯H2O2相对稳定,实验表明在54 ℃下恒温贮存2周,浓度仍能保持99%,原因是H2O2分解反应的　　　　(填编号)。  a.ΔH比较小　b.K不够大　c.速率比较小 d.活化能比较大 (4)向H2O2稀溶液中滴加数滴含Mn2+的溶液,即有气泡快速逸出,反应中Mn2+起　　　　作用。某组实验数据如下:  t/min 0 10 20 30 40 50 c(H2O2)/(mol·L-1) 0.70 0.49 0.35 0.25 0.17 0.12 0~30 min H2O2反应的平均速率v=　　　　　　　mol·L-1·min-1。  (5)H2O2的一种衍生物K2S2O8,阴离子结构式为()。其中性溶液加热至沸后,溶液pH降低,用离子方程式表明原因:  　。  答案 (1)O2(或氧气)　(2)放出　小于　(3)cd (4)催化剂　0.015 (5)2S2+2H2O4H++O2↑+4S 解析 (1)利用双氧水消毒的时候会有气泡放出,这是由于H2O2具有不稳定性,分解生成的氧气的缘故,故放出的气体是氧气;(2)过氧化氢的分解反应为放热反应,34 g 过氧化氢为1 mol,1 mol过氧化氢完全分解生成水蒸气和氧气,由于液态水变成水蒸气需要吸收一部分能量,故生成水蒸气时放出的热量小于生成液态水时放出的热量。(3)实验表明在54 ℃下恒温贮存2周,浓度仍能保持99%,说明在54 ℃下过氧化氢的分解速率较小,原因是过氧化氢分解过程中的需要的能量较高,化学反应活化能较大,而54 ℃的温度所提供的能量较少,故反应速率较小;(4)向H2O2稀溶液中滴加数滴含Mn2+的溶液,即有气泡快速逸出,说明Mn2+的加入加快H2O2的分解速率,故Mn2+起到了催化剂的作用;起始时双氧水的浓度为0.7 mol·L-1,30 min时H2O2的浓度为0.25 mol·L-1,其浓度变化量Δc=0.7 mol·L-1-0.25 mol·L-1=0.45 mol·L-1,则0~30 min H2O2的分解速率v===0.015 mol·L-1·min-1;(5)由K2S2O8是H2O2的一种衍生物及阴离子结构可知,S2在水中发生反应:S2+2H2OH2O2+2H++2S,升高温度能促进H2O2分解,故总反应的离子方程式:2S2+2H2O4H++O2↑+4S。 25.(2015·海南,16,8分,难度★★★)氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料。回答下列问题: (1)氨的水溶液显弱碱性,其原因为　　　　　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示);0.1 mol·L-1的氨水中加入少量NH4Cl固体,溶液的pH　　　　(填“升高”或“降低”);若加入少量明矾,溶液中N的浓度　　　　(填“增大”或“减小”)。  (2)硝酸铵加热分解可得到N2O和H2O。250 ℃时,硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡,该分解反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　,平衡常数表达式为　　　　　　　　;若有1 mol硝酸铵完全分解,转移的电子数为　　　　 mol。  (3)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示,若生成1 mol N2,其ΔH=　　　　 kJ·mol-1。  答案 (1)NH3·H2ON+OH-　降低　增大 (2)NH4NO3N2O↑+2H2O↑ K=c(N2O)·c2(H2O)　4　(3)-139 解析 (2)由题中“250 ℃时,硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡”,可知NH4NO3的分解反应为可逆反应;平衡常数表达式中不能出现固体物质,故反应平衡常数表达式为K=c(N2O)·c2(H2O)。NH4NO3中-3价N和+5价N发生归中反应,生成+1价的N,故1 mol NH4NO3完全分解转移4 mol电子。(3)由图示信息可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,故该反应为放热反应,ΔH=209 kJ·mol-1-348 kJ·mol-1=-139 kJ·mol-1。 考点19盖斯定律的应用　 　　盖斯定律是热化学的核心知识,以盖斯定律的应用命题,以非选择题中某一问的形式考查热化学方程式的书写和反应热的计算,是常考的题型。 1.(2022·重庆,13,3分,难度★★★★)“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 解析 ①NH4Cl(s)N(g)+Cl-(g)　ΔH1=+698 kJ·mol-1; ②NH4Cl(s)N(aq)+Cl-(aq)　ΔH2=+15 kJ·mol-1; ③Cl-(g)Cl-(aq)　ΔH3=-378 kJ·mol-1; ④(NH4)2SO4(s)N(g)+S(g)　ΔH4; ⑤(NH4)2SO4(s)N(aq)+S(aq) ΔH5=+3 kJ·mol-1; ⑥S(g)S(aq)　ΔH6=-530 kJ·mol-1;⑤+①-⑥-②+③可得④,则ΔH4=+838 kJ·mol-1,所以A、B、D项错误,C项正确,故选C。 2.(2021·北京,14,3分,难度★★★★)丙烷经催化脱氢可制丙烯:C3H8C3H6+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·mol-1 ②C3H6(g)+O2(g)3CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-2 058 kJ·mol-1 ③H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH=-286 kJ·mol-1 下列说法不正确的是 (　C　) A.C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)　ΔH=+124 kJ·mol-1 B.c(H2)和c(C3H6)变化差异的原因:CO2+H2CO+H2O C.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) 解析 根据盖斯定律结合题干信息可知,将反应①-②-③得到目标反应C3H8(g)C3H6(g)+H2(g),该反应的ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3=+124 kJ·mol-1,A项说法正确;仅按C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)可知C3H6、H2的浓度随CO2浓度变化趋势应该是一致的,但是氢气的浓度变化不明显,反而是CO与C3H6的浓度变化趋势是一致的,因此可以推断高温下能够发生反应CO2+H2CO+H2O,从而导致C3H6、H2的浓度随CO2浓度变化趋势出现差异,B项说法正确;投料比增大,相当于增大C3H8浓度,C3H8自身的转化率减小,C项说法错误;根据碳原子守恒可知,如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2,那么入口各气体的浓度c0和出口各气体的浓度符合3c0(C3H8)+c0(CO2)3c(C3H6)+c(CO)+3c(C3H8)+c(CO2),D项说法正确。 3.(2020·北京,12,3分,难度★★)依据图示关系,下列说法不正确的是 (　C　) A.石墨燃烧是放热反应 B.1 mol C(s,石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧,全部转化为CO2,前者放热多 C.C(s,石墨)+CO2(g)2CO(g)　ΔH=ΔH1-ΔH2 D.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 解析 所有的燃烧反应都是放热反应,根据题图所示,C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1,ΔH1<0,则石墨燃烧是放热反应,故A项说法正确;根据题图所示,C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1,CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH2=-283.0 kJ·mol-1,1 mol C(s,石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧,全部转化为CO2,1 mol C(s,石墨)放热多,故B项说法正确;据B项分析,①C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1,②CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH2=-283.0 kJ·mol-1,根据盖斯定律①-②×2可得:C(s,石墨)+CO2(g)2CO(g)　ΔH=ΔH1-2ΔH2,故C项说法错误;根据盖斯定律可知,化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,故D项说法正确。 4.(2019·浙江,23,2分,难度★★★★)MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg): M2+(g)+C(g)M2+(g)+O2-(g)+CO2(g) 　　MCO3(s)　　　　　MO(s)+CO2(g) 已知:离子电荷相同时,半径越小,离子键越强。下列说法不正确的是 (　C　) A.ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0 B.ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0 C.ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO) D.对于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3 解析 A项,镁离子的半径小于钙离子的,因此碳酸镁中离子键强,断开离子键需要吸收更多的能量,即ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0,所以正确,不符合题意;B项,ΔH2表示的是碳酸根离子生成氧离子和二氧化碳所吸收的能量,与镁离子和钙离子无关,因此ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0,所以正确,不符合题意;C项,由题给图示可知,ΔH1+ΔH2=ΔH+ΔH3,由此可得ΔH1(CaCO3)+ΔH2(CaCO3)=ΔH(CaCO3)+ΔH3(CaO),ΔH1(MgCO3)+ΔH2(MgCO3)=ΔH(MgCO3)+ΔH3(MgO),将以上两式左左相减,右右相减,又因为ΔH2(CaCO3)=ΔH2(MgCO3),得ΔH1(CaCO3)-ΔH1 (MgCO3) =[ΔH(CaCO3)-ΔH(MgCO3)]+[ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)],所以错误,符合题意;D项,由题给图示可知,ΔH1+ΔH2=ΔH+ΔH3,因ΔH>0,即ΔH1+ΔH2>ΔH3,所以正确,不符合题意。 5.(2017·江苏,8,2分,难度★★★★)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是 (　C　) ①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH1=a kJ·mol-1 ②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=b kJ·mol-1 ③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=c kJ·mol-1 ④2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4=d kJ·mol-1 A.反应①、②为反应③提供原料气 B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一 C.反应CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(l)的ΔH= kJ·mol-1 D.反应2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d) kJ·mol-1 解析 A项,反应①生成CO(g)和H2(g),生成的CO(g)继续发生反应②生成CO2(g)和H2(g),反应③的原料为CO2(g)和H2(g),说法正确;B项,反应③可将温室气体CO2转化为燃料CH3OH,说法正确;C项,反应④中生成的H2O为气体,选项所给反应中生成的H2O为液体,故选项中反应的ΔH≠ kJ·mol-1,说法错误;D项,依据盖斯定律:反应②×2+反应③×2+反应④,可得热化学方程式2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH=(2b+2c+d) kJ·mol-1,说法正确。 6.(2016·江苏,8,2分,难度★★)通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是 (　D　) ①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH1=+571.6 kJ·mol-1 ②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH2=+131.3 kJ·mol-1 ③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　ΔH3=+206.1 kJ·mol-1 A.反应①中电能转化为化学能 B.反应②为放热反应 C.反应③使用催化剂,ΔH3减小 D.反应CH4(g)C(s)+2H2(g)的ΔH=+74.8 kJ·mol-1 解析 A项,反应①中是光能转化为化学能,错误;B项,反应②的ΔH>0,属于吸热反应,错误;C项,催化剂不会改变反应的ΔH,错误;D项,根据盖斯定律,反应③-反应②得所求反应方程式,故ΔH=206.1 kJ·mol-1-131.3 kJ·mol-1=+74.8 kJ·mol-1,正确。 7.(2015·重庆,6,6分,难度★★★)黑火药是中国古代的四大发明之一,其发生爆炸的热化学方程式为: S(s)+2KNO3(s)+3C(s)K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)　ΔH=x kJ·mol-1 已知:碳的燃烧热ΔH1= a kJ·mol-1 S(s)+2K(s)K2S(s)　ΔH2=b kJ·mol-1 2K(s)+N2(g)+3O2(g)2KNO3(s) ΔH3=c kJ·mol-1 则x为 (　A　) A.3a+b-c B.c-3a-b C.a+b-c D.c-a-b 解析 由碳的燃烧热,可得表示碳的燃烧热的热化学方程式为 ①C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=a kJ·mol-1 对题目中涉及的热化学方程式进行编号,编号如下: ②S(s)+2K(s)K2S(s)　ΔH2=b kJ·mol-1 ③2K(s)+N2(g)+3O2(g)2KNO3(s) ΔH3=c kJ·mol-1 ④S(s)+2KNO3(s)+3C(s)K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH=x kJ·mol-1 根据盖斯定律,④=3×①+②-③,则ΔH=3ΔH1+ΔH2-ΔH3,即x=3a+b-c。 8.(2020·浙江,29,10分,难度★★★★)研究CO2氧化C2H6制C2H4对资源综合利用有重要意义。相关的主要化学反应有: Ⅰ　C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)　ΔH1=136 kJ·mol-1 Ⅱ　C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) ΔH2=177 kJ·mol-1 Ⅲ　C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g)　ΔH3 Ⅳ　CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH4=41 kJ·mol-1 已知:298 K时,相关物质的相对能量(如图1)。 　　　图1 可根据相关物质的相对能量计算反应或变化的ΔH(ΔH随温度变化可忽略)。例如:H2O(g)H2O(l)　ΔH=-286 kJ·mol-1-(-242 kJ·mol-1)=-44 kJ·mol-1。 请回答: (1)①根据相关物质的相对能量计算ΔH3=　　　　 kJ·mol-1。  ②下列描述正确的是　　　　。  A.升高温度反应Ⅰ的平衡常数增大 B.加压有利于反应Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移动 C.反应Ⅲ有助于乙烷脱氢,有利于乙烯生成 D.恒温恒压下通水蒸气,反应Ⅳ的平衡逆向移动 ③有研究表明,在催化剂存在下,反应Ⅱ分两步进行,过程如下:【C2H6(g)+CO2(g)】 →【C2H4(g)+H2(g)+CO2(g)】 →【C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)】,且第二步速率较慢(反应活化能为210 kJ·mol-1)。根据相关物质的相对能量,画出反应Ⅱ分两步进行的“能量-反应过程图”,起点从【C2H6(g)+CO2(g)】的能量-477 kJ·mol-1开始(如图2)。 　　　图2 (2)①CO2和C2H6按物质的量1∶1投料,在923 K 和保持总压恒定的条件下,研究催化剂X对“CO2氧化C2H6制C2H4”的影响,所得实验数据如下表: 催化剂 转化率 C2H6/% 转化率 CO2/% 产率 C2H4/% 催化剂X 19.0 37.6 3.3 结合具体反应分析,在催化剂X作用下,CO2氧化C2H6的主要产物是　　　　　,判断依据是　　　　。  ②采用选择性膜技术(可选择性地让某气体通过而离开体系)可提高C2H4的选择性(生成C2H4的物质的量与消耗C2H6的物质的量之比)。在773 K,乙烷平衡转化率为9.1%,保持温度和其他实验条件不变,采用选择性膜技术,乙烷转化率可提高到11.0%。结合具体反应说明乙烷转化率增大的原因是  　。  答案 (1)①430　②AD ③ (2)①CO　C2H4的产率低,说明催化剂X有利于提高反应Ⅲ速率　②选择性膜吸附C2H4,促进反应Ⅱ平衡正向移动 解析 (1)①ΔH=E生成物的总能量-E反应物的总能量,则ΔH3=(4ECO+3)-(+2)=-4×110 kJ·mol-1-(-84-2×393) kJ·mol-1=430 kJ·mol-1。 ②A项,反应Ⅰ的ΔH>0,升温,平衡正向移动,K增大,正确;B项,反应Ⅰ、Ⅱ均为气体分子数增加的反应,加压,平衡逆向移动,错误;C项,乙烷脱氢对应反应Ⅰ:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g),反应Ⅲ的产物中的氢气会抑制反应Ⅰ的正向移动,错误;D项,恒温恒压下,反应Ⅳ通入水蒸气,相当于增大c(H2O),平衡逆向移动,正确。 ③由题给信息:反应Ⅱ.C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)　ΔH=177 kJ·mol-1可分两步进行: 第一步:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH1=136 kJ·mol-1 第二步:H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH4=41 kJ·mol-1 因为起点[C2H6(g)+CO2(g)]的能量为-477 kJ·mol-1,则经过第一步反应,产物变为C2H4(g)+H2(g)+CO2(g),此时能量变为[(-477)+136] kJ·mol-1=-341 kJ·mol-1。 依据题目信息可知,第二步反应的反应活化能为210 kJ·mol-1,则第二步反应的中间状态(过渡态)时的能量为[(-341)+210] kJ·mol-1=-131 kJ·mol-1。再依据第二步反应的ΔH=41 kJ·mol-1,可确定最终产物[C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)]的能量为[(-341)+41] kJ·mol-1=-300 kJ·mol-1。 根据以上分析可画出“能量-反应过程图”。 (2)①CO2氧化C2H6有两个平行反应:Ⅱ和Ⅲ,反应Ⅱ产物之一为C2H4,反应Ⅲ产物之一为CO,实验中C2H4产率低,证明催化剂X有利于提高反应Ⅲ速率。 ②由信息“选择性膜可选择性让某气体通过而离开体系”可知,提高乙烷转化率是利用选择性膜吸附C2H4,从平衡体系中分离,促进反应Ⅱ的平衡正向移动。 9.(2015·福建,24,15分,难度★★★)无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。 (1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体,其反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下: 已知: 物质 SiCl4 AlCl3 FeCl3 FeCl2 沸点/℃ 57.6 180(升华) 300(升华) 1 023 ①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多,其作用是  　(只要求写出一种)。  ②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气,则反应生成相对原子质量比硅大的单质是　　　　。  ③已知:Al2O3(s)+3C(s)2Al(s)+3CO(g)　ΔH1=+1 344.1 kJ·mol-1 2AlCl3(g)2Al(s)+3Cl2(g)　ΔH2=+1 169.2 kJ·mol-1 由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为  　。  ④步骤Ⅲ的尾气经冷却至室温后,气体用足量的NaOH冷溶液吸收,生成的盐主要有3种,其化学式分别为　。  ⑤结合流程及相关数据分析,步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是　。  答案 (1)Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ (2)①防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积,加快反应速率　②铁或Fe ③Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)2AlCl3(g)+3CO(g)　ΔH=+174.9 kJ·mol-1 ④NaCl、NaClO、Na2CO3　⑤除去FeCl3,提高AlCl3纯度 解析 (2)④尾气中存在Cl2和CO2,故与足量的NaOH冷溶液反应生成NaCl、NaClO、Na2CO3; ⑤根据流程图可知液态混合物中含有FeCl3杂质,因此加入Al粉可与FeCl3反应,除去FeCl3,提高AlCl3的纯度。 学科网（北京）股份有限公司 $$