专题19 化学能与热能 -备战2025年高考化学【二轮·突破提升】专题复习讲义（新高考通用）

备战2025年高考化学【二轮·突破提升】专题复习讲义 专题19 化学能与热能 讲义包含四部分：把握命题方向►精选高考真题►高效解题策略►各地最新模拟 对于化学反应热效应的考查，主要从三个角度设置题目： 一是在选择题中单独设题，考查反应中的能量变化、反应热的比较及盖斯定律的计算； 二是在选择题中某一选项出现，多与图像分析相结合； 三是在填空题中考查，考查盖斯定律的计算或结合盖斯定律的热化学方程式的书写。 预计2025年仍保持这种命题趋向。 1．（2024·广东·高考真题）“极地破冰”“太空养鱼”等彰显了我国科技发展的巨大成就。下列说法正确的是 A．“雪龙2”号破冰船极地科考：破冰过程中水发生了化学变化 B．大型液化天然气运输船成功建造：天然气液化过程中形成了新的化学键 C．嫦娥六号的运载火箭助推器采用液氧煤油发动机：燃烧时存在化学能转化为热能 D．神舟十八号乘组带着水和斑马鱼进入空间站进行科学实验：水的电子式为 2．（2025·浙江·高考真题）下列说法正确的是 A．常温常压下和混合无明显现象，则反应在该条件下不自发 B．，升高温度，平衡逆移，则反应的平衡常数减小 C．，则正反应的活化能大于逆反应的活化能 D．，则 3．（2024·重庆·高考真题）二氧化碳甲烷重整是资源化利用的重要研究方向，涉及的主要热化学方程式有： ① ② ③ 已知键能为，键能为，键能为，则中的碳氧键键能(单位：)为 A． B． C． D． 4．（2024·海南·高考真题）已知时，，的临界温度(能够液化的最高温度)为，下列说法错误的是 A．氢气燃烧热 B．题述条件下和，在燃料电池中完全反应，电功+放热量 C．氢能利用的关键技术在于安全储存与运输 D．不同电极材料电解水所需电压不同，产生消耗的电功相同 5．（2024·广东·高考真题）对反应(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，增大，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． B．C．D． 6．（2024·安徽·高考真题）某温度下，在密闭容器中充入一定量的，发生下列反应：，，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 A． B． C． D． 7．（2024·浙江·高考真题）下列实验装置使用不正确的是 A．图①装置用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气 B．图②装置用于标准酸溶液滴定未知碱溶液 C．图③装置用于测定中和反应的反应热 D．图④装置用于制备乙酸乙酯 8．（2024·广西·高考真题）二氯亚砜()是重要的液态化工原料。回答下列问题： (1)合成前先制备。有关转化关系为： 则的 。 (2)密闭容器中，以活性炭为催化剂，由和制备。反应如下： Ⅰ   Ⅱ   ①反应Ⅱ的(为平衡常数)随(为温度)的变化如图，推断出该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。 9．（2024·贵州·高考真题）在无氧环境下，CH4经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。一定温度下，CH4芳构化时同时存在如下反应： ⅰ． ⅱ． 回答下列问题： (1)反应ⅰ在1000K时 (选填“能”或“不能”)自发进行。 (2)已知25℃时有关物质的燃烧热数据如表，则反应ⅱ的 (用含的代数式表示)。 物质 10．（2024·甘肃·高考真题）是制备半导体材料硅的重要原料，可由不同途径制备。 (1)由制备： 已知 时，由制备硅 (填“吸”或“放”)热 。升高温度有利于制备硅的原因是 。 11．（2024·湖南·高考真题）丙烯腈()是一种重要的化工原料。工业上以为载气，用作催化剂生产的流程如下： 已知： ①进料混合气进入两釜的流量恒定，两釜中反应温度恒定： ②反应釜Ⅰ中发生的反应： ⅰ：   ③反应釜Ⅱ中发生的反应： ⅱ：   ⅲ：   ④在此生产条件下，酯类物质可能发生水解。 回答下列问题： (1)总反应 (用含、、和的代数式表示)； 12．（2024·山东·高考真题）水煤气是的主要来源，研究对体系制的影响，涉及主要反应如下： 回答下列问题： (1)的焓变 (用代数式表示)。 13．（2024·全国甲卷·高考真题）甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯()的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题： (1)已知如下热化学方程式：         计算反应的 。 14．（2024·安徽·高考真题）乙烯是一种用途广泛的有机化工原料。由乙烷制乙烯的研究备受关注。回答下列问题： 【乙烷制乙烯】 (1)氧化脱氢反应：                 计算：                   15．（2024·吉林·高考真题）为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法处理废气：。将和分别以不同起始流速通入反应器中，在和下反应，通过检测流出气成分绘制转化率()曲线，如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。 回答下列问题： (1) 0(填“>”或“<”)； ℃。 (2)结合以下信息，可知的燃烧热 。                   【策略1】记忆常见的放热反应和吸热反应 常见的放热反应 a．所有的燃烧反应，如：木炭、CH4等在空气或氧气中的燃烧，钠、H2在氯气中燃烧，镁条在CO2中燃烧。 b．所有的酸碱中和反应，如：HCl＋NaOH===NaCl＋H2O c．大多数的化合反应，如：CaO＋H2O===Ca(OH)2 d．铝热反应，如：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 e．活泼金属与水、与酸的反应，如：2Na＋2H2O===2NaOH+H2↑ f．生成沉淀的反应 常见的吸热反应 a．大多数分解反应，如：NH4ClNH3↑＋HCl↑、CaCO3CaO＋CO2↑ b．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 c．C和CO2发生的化合反应及C和H2O(g)的反应 d．以碳、CO、H2为还原剂的氧化还原反应：如：H2＋CuOH2O＋Cu、C＋H2O(g)CO＋H2 e．盐类的水解反应 【策略2】熟练掌握反应焓变的计算方法 (1)根据化学反应过程中的能量变化来计算 ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量 ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能 ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能 图示 意义 a表示正反应的活化能；b表示逆反应的活化能；c表示该反应的反应热 ΔH 图1：ΔH＝(a－b)kJ·mol－1＝－c kJ·mol－1，表示放热反应 图2：ΔH＝(a－b)kJ·mol－1＝c kJ·mol－1，表示吸热反应 (2)注意事项 ①利用键能计算反应热的关键，是弄清物质中化学键的数目，清楚中学阶段常见单质、化合物中所含共价键的种类和数目。 物质 (化学键) CO2 (C===O) CH4 (C—H) P4 (P—P) SiO2 (Si—O) 1 mol微粒所含键的物质的量 2 4 6 4 物质 (化学键) 石墨 (C—C) 金刚石 (C—C) S8 (S—S) Si (Si—Si) 1 mol微粒所含键数的物质的量 1.5 2 8 2 ②活化能与焓变的关系 a．催化剂能降低反应的活化能，但不影响焓变的大小及平衡转化率。 b．在无催化剂的情况，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2，活化能大小影响反应速率。 c．起点、终点能量高低判断反应的ΔH，并且物质的能量越低，物质越稳定。 ③由反应物A转化为生成物C，需经过两步反应，其反应过程与能量变化如图所示： a．E3>E1，即第二步决定化学反应速率。 b．能量越低越稳定，稳定性：C>A>B。 c．该反应的反应热为E1－E2＋E3－E4。 【策略3】掌握热化学方程式的书写 1．书写热化学方程式注意事项 (1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25 ℃、101 kPa下进行的，可不注明。 (2)注明物质状态：常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体、溶液。 (3)注意符号、单位：ΔH应包括“＋”或“－”、数值和单位(kJ·mol－1)。 (4)区别于普通方程式：一般不注“↑”“↓”以及“点燃”“加热”等。 (5)注意热化学方程式的化学计量数：热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。 如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6kJ·mol－1 (6)同素异形体转化的热化学方程式除了注明状态外，还要注明名称，如C(s，金刚石)、C(s，石墨)。 (7)正、逆反应ΔH的数值相等、符号相反。 2．可逆反应的ΔH表示反应物完全反应的热量变化。 如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。 表示在101 kPa、25 ℃时，1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出92.4 kJ的热量。但实际上1 mol N2(g)和3 mol H2(g)充分反应，不可能生成 2 mol NH3(g)，故实际反应放出的热量肯定小于92.4 kJ。 【策略4】明晰燃烧热、中和热的概念 燃烧热 中和热 相同点 能量变化 放热 ΔH及其单位 ΔH0，单位均为kJ·mol－1 不同点 反应物的量 1mol 不一定为1 mol 生成物的量 不确定 生成物水为1mol 反应热含义 在101 kPa 时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。 【注意】燃烧热中元素所对应的指定产物：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)，N→N2(g)等。 在稀溶液里，强酸与强碱发生中和反应生成1mol H2O(l)时所放出的热量 表示方法 燃烧热为a kJ·mol－1或ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0) 强酸与强碱在稀溶液中反应的中和热为57.3 kJ·mol－1或ΔH＝－57.3kJ·mol－1 举例 ①C的燃烧热为393.5 kJ·mol－1，表示在25 ℃、101 kPa条件下，1 mol C完全燃烧生成CO2放出393.5 kJ的热量，用热化学方程式表示为C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5kJ·mol－1。 ②25 ℃、101 kPa下，在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成可溶性盐和1 mol H2O(l)时，放出57.3 kJ的热量，热化学方程式可表示为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3kJ·mol－1。 【策略5】掌握中和热的测定实验 (1)实验步骤及装置 实验装置 实验步骤 ①测量反应物的温度 ②测量反应后体系温度(记录反应后体系的最高温度) ③重复上述步骤①至步骤②两次 ④数据处理：取三次测量所得温度差的平均值进行计算，生成1 mol H2O时放出的热量为 kJ c＝4.18 J·g－1·℃－1＝4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1； n为生成H2O的物质的量。 稀溶液的密度用1 g·mL－1进行计算。 大量实验测得，在25 ℃和101 kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时，放出57.3kJ的热量 (2)注意事项 ①为保证酸完全中和，采取的措施是碱稍过量(0.5 mol·L－1 HCl、0.55 mol·L－1 NaOH溶液等体积混合)。 ②因为弱酸或弱碱存在电离平衡，电离过程需要吸热，实验中若使用弱酸或弱碱则测得的反应热数值偏小。 ③玻璃搅拌器的作用是使反应物充分接触，实验时不能用铜丝搅拌棒代替玻璃搅拌器，因为铜丝导热性好，比用玻璃搅拌器误差大。 ④隔热层的作用是减少热量的损失。 (3)中和热测定的误差分析——以50mL 0.50mol·L－1盐酸与50mL 0.55mol·L－1 NaOH反应为例 引起误差的实验操作 温度差 |ΔH| 保温措施不好 偏小 偏小 搅拌不充分 偏小 偏小 所用酸、碱浓度过大 偏大 偏大 用同浓度的氨水代替NaOH溶液 偏小 偏小 用同浓度的醋酸代替盐酸 偏小 偏小 【策略6】反应热大小的比较 ①看物质的聚集状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下： ②看ΔH的符号。比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号。 ③看化学计量数。当反应物与生成物的聚集状态相同时，化学计量数越大，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。 ④看反应的程度。对于可逆反应，参加反应的物质的量和聚集状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。 (1)根据化学计量数比较反应焓变大小 ①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2 反应②中H2的量更多，因此放热更多，|ΔH1|<|ΔH2|，但ΔH1<0，ΔH2<0，故ΔH1>ΔH2。 (2)根据反应进行的程度大小比较反应焓变的大小 ①C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1 ②C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 反应②中，C完全燃烧，放热更多，|ΔH1|<|ΔH2|，但ΔH1<0，ΔH2<0，故ΔH1>ΔH2。 (3)根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小 ①同一反应，生成物状态不同时 A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1<0， A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2<0， 因为C(g)===C(l)　ΔH3<0， 则ΔH3＝ΔH2－ΔH1<0， 所以ΔH2<ΔH1 ②同一反应，反应物状态不同时 S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1<0 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2<0 ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2 (4)根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小 ①2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH1 ②2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH2 由①－②可得2Al(s)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋Al2O3(s)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，已知铝热反应为放热反应，故ΔH<0，ΔH1<ΔH2。 (5)与“同素异形体”相关的反应热比较 C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 因为C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH>0 所以ΔH1>ΔH2 1．（2025·安徽阜阳·模拟预测） 与HBr加成可得到1，2-产物和1，4-产物，其能量与反应进程如下图所示： 下列说法正确的是 A．生成1，2-产物的两步反应均为放热 B．加入催化剂可使正、逆反应的活化能降低 C．加入催化剂可以增大反应的焓变 D．1，2-产物比1，4-产物更稳定 2．（2024·陕西延安·一模）在某温度和催化剂作用下，和同时发生如下反应： 反应1(主反应)： 反应2(副反应)：    且主反应的速率大于副反应，则下列反应过程中的能量变化示意图正确的是 A．B．C．D． 3．（2025·吉林长春·模拟预测）下列有关热化学方程式及其叙述正确的是 A．甲烷的燃烧热为，则甲烷燃烧的热化学方程式为：   B．若  ，则   C．、完全反应，放出热量，则   D．  ；  ，则有 4．（2025·宁夏银川·模拟预测）多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现时，甲醇与水(各物质均为气态)在铜基催化剂上的反应机理和能量图如下： 下列说法正确的是 A．反应Ⅱ的热化学方程式为： B．和的总能量大于和的总能量 C．选择优良的催化剂可以降低反应Ⅰ和Ⅱ的活化能，有利于减少过程中的能耗 D．在反应中生成又消耗，可认为是催化剂 5．（2025·浙江·模拟预测）实验，是化学离不开的主题。下列说法中正确的是 A．图1装置用和测定中和反应的反应热 B．图2表示盐酸与溶液的反应的体系与环境 C．图3装置可用于卤代烃的水解反应 D．图4装置可用于简单的电镀实验 6．（2025·河北·模拟预测）热力学规定：在298.15K时，由最稳定单质生成1mol化合物时的焓变，叫做该物质的标准摩尔生成焓；最稳定单质的标准摩尔生成焓规定为零。将等物质的量的和充入真空恒容密闭容器中，在有催化剂的条件下发生反应：。相关物质的标准摩尔生成焓数据如下表所示。我国学者通过计算机模拟进行理论研究，认为在合金或合金催化下，该反应以甲烷逐级脱氢开始反应。脱氢阶段的反应历程如下图所示(*表示吸附在催化剂表面)。下列说法正确的是 物质 0 A．该反应正向为放热反应 B．容器内气体密度不变时，反应达到平衡状态 C．甲烷逐级脱氢历程中最大能垒(活化能) D．两种催化剂比较，脱氢反应阶段催化效果更好的是合金 7．（2024·陕西延安·一模）已知： ①   ②   ③   下列说法不正确的是 A．石墨的燃烧热 B．   C．反应①②③均为放热反应 D．若将反应①设计成原电池，则22.4L 在正极反应时转移2mol电子 8．（2025·河南·模拟预测）下列热化学方程式中正确的是 A．在催化下分解生成放热：   B．和发生中和反应生成的反应热为：   C．的燃烧热为，完全燃烧的热化学方程式：   D．在浓硫酸作用下，和发生酯化反应放热25.6kJ：    9．（2025·河南·模拟预测）已知和经过两种途径转化为的反应如下： 途径Ⅰ：①；②； 途径Ⅱ：③；④。其反应过程的能量变化如图所示，已知的单位为。 下列说法错误的是 A．途径Ⅰ中反应的 B．途径Ⅱ中转化为的反应速率是由反应③决定的 C．途径Ⅰ和途径Ⅱ总反应的焓变： D．途径Ⅱ过程中，物质很难大量积累 10．（2025·全国·模拟预测）CO的利用是当下研究的热门方向。下图为常温、常压下各物质转化关系及其反应热示意图(表示热化学方程式中各物质间化学计量数为最简整数比时的反应热)，已知CH4的燃烧热为a，则反应的反应热为 A． B． C． D． 11．（2024·四川自贡·一模）碳酸二甲酯是一种低毒、性能优良的有机合成中间体，科学家提出了新的合成方案（吸附在固体催化剂表面上的物种用*标注），反应机理如图所示。 下列说法正确的是 A．反应过程中除固体催化剂外，还使用了做催化剂 B．反应进程中决速步骤的能垒为 C．第3步的基元反应方程式为： D．升高温度，合成碳酸二甲酯反应速率增加，平衡向逆反应方向移动 12．（2024·河南·三模）研究人员提出利用含硫物质的热化学循环实现太阳能的转化与存储，其原理如图所示。 已知：①液态完全分解生成三种气体时吸收热量； ②固态硫完全燃烧放出热量为。下列叙述错误的是 A．上述循环至少涉及四种能量转化方式 B．反应Ⅰ：   C．反应Ⅲ：   D．反应Ⅱ：   13．（2025·云南昆明·一模）根据伯恩哈勃循环图，部分反应的如下表所示，K的第一电离能是 数值 +89 +121.5 -349 -717 -436.5 A． B． C． D． 14．（2025·重庆·一模）甲醇的用途非常广泛。科学家通过合成甲醇的反应为：  。 已知：      若合成甲醇的反应中正反应的活化能为，逆反应的活化能为，则一定等于 A． B． C． D． 15．（2024·湖北·一模）苯乙烯作为一种重要的基础有机化工原料，广泛用于合成塑料和橡胶。工业常采用乙苯脱氢的方法制备苯乙烯，其原理如下： 反应Ⅰ： (1)近期有科技工作者结合是实验与计算机模拟结果，研究了单个乙苯分子在催化剂表面脱氢制苯乙烯的反应历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注)： ① (计算结果保留整数)。 ②该反应历程的决速步骤的反应式为 。 ③依据上述反应历程，推测乙苯脱氢反应产生的副产物可能是 (填结构简式)。 16．（2025·广西·模拟预测）先进的甲醇低压羰基合成乙酸工艺的普及推广，导致我国乙酸产能过剩。使用特定催化剂进行乙酸直接加氯制备乙醇，反应原理如下： 主反应：  ； 副反应：  。 回答下列问题： (1)如下表所示，一定温度下，将不同量的原料通入到恒压密闭容器中，反应平衡时，热量的变化情况。已知副反应热效应小，可忽略，则该温度下主反应的 。 实验编号 反应物投入量 平衡时，热量变化 Ⅰ 0.5mol 1mol 0 0 放热x kJ Ⅱ 0 0 1mol 1mol 吸热y kJ 17．（2024·河南·三模）几种物质的燃烧热如下表所示。 可燃物 燃烧热 回答下列问题： (1)写出表示燃烧热的热化学方程式： 。 (2)   。 (3)某水煤气含、、和，其中、体积分数分别为、。标准状况下，这种水煤气完全燃烧生成液态水和二氧化碳时放出的热量为。该水煤气中、的物质的量分别为 、 。 (4)在如图1坐标系中补全燃烧反应的能量变化图 。 (5)已知：催化氢化制的反应历程及能量变化如图2所示。 ①控速反应式为 。 ②下列叙述正确的是 (填字母)。 A．升高温度，总反应平衡常数变大 B．正反应在任何温度下都能自发 C．总反应分六个基元反应 18．（2024·吉林长春·模拟预测）按要求回答下列问题 Ⅰ.制取甲胺的反应为  。已知该反应中相关化学键的键能数据如下： 共价键 键能（） 351 463 393 293 (1)则该反应的 。 Ⅱ.由金红石制取单质，涉及的步骤为。已知： ①   ②   ③   (2)则反应的 （含、、的关系式表示）。 19．（2024·辽宁沈阳·三模）回答下列问题。 (1)(反应I) (反应Ⅱ) 假设某温度下，反应I的速率大于反应Ⅱ的速率，则说明I的活化能 Ⅱ的活化能(填>、<或=)，下列反应过程能量变化示意图正确的是 。 (2)已知25℃时中和热的，反应 ，写出固体的溶解平衡的热化学方程式： 。 (3)一定条件下，由稳定单质反应生成1mol化合物的反应热叫该化合物的生成热()。下图为Ⅵ A族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图： 硫化氢发生分解反应的热化学方程式为 。 (4)利用可制备乙烯及合成气(CO、)。有关化学键键能(E)的数据如表： 化学键 H-H C=C C-C C-H E(kJ/mol) 436 a 348 413 ①已知，则 。 ②制备合成气反应历程分两步，步骤Ⅰ：； 步骤Ⅱ：。 上述反应中为吸附性活性炭，反应历程的能量变化如图： 表示步骤①正反应的 ，决定制备合成气反应速率的是 (填“步骤Ⅰ”或“步骤Ⅱ”)。 ③已知，当放出的热量为nkJ时，该反应转移的电子数为 (用含m、n的代数式表示)。 20．（2025·上海松江·一模）氨是最基本的化工原料之一，用途广泛。自1913年合成氨工业化以来，科学家一直致力于合成氨技术的研究和发展。已知：  。 (1)有关温度对该反应自发性的影响，下列说法正确的是_______。 A．低温自发 B．高温自发 C．任何温度下均自发 D．任何温度下均不自发 (2)合成氨反应中部分共价键的键能如下表所示： 共价键 键能() H—H 436 946 计算N-H的键能为_______。 A．1173 B．782 C．391 D．360 (3)下图为使用铁催化剂和未使用催化剂合成氨反应历程的一部分。 ①上图反应历程中，表示使用了铁催化剂的是 线，基元反应有 个。 ②上图反应历程中，控速步骤的反应为 。 A．    B． C．    D． ③工业合成氨采用铁催化剂，需将反应温度控制在500℃左右的主要原因是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 备战2025年高考化学【二轮·突破提升】专题复习讲义 专题19 化学能与热能 讲义包含四部分：把握命题方向►精选高考真题►高效解题策略►各地最新模拟 对于化学反应热效应的考查，主要从三个角度设置题目： 一是在选择题中单独设题，考查反应中的能量变化、反应热的比较及盖斯定律的计算； 二是在选择题中某一选项出现，多与图像分析相结合； 三是在填空题中考查，考查盖斯定律的计算或结合盖斯定律的热化学方程式的书写。 预计2025年仍保持这种命题趋向。 1．（2024·广东·高考真题）“极地破冰”“太空养鱼”等彰显了我国科技发展的巨大成就。下列说法正确的是 A．“雪龙2”号破冰船极地科考：破冰过程中水发生了化学变化 B．大型液化天然气运输船成功建造：天然气液化过程中形成了新的化学键 C．嫦娥六号的运载火箭助推器采用液氧煤油发动机：燃烧时存在化学能转化为热能 D．神舟十八号乘组带着水和斑马鱼进入空间站进行科学实验：水的电子式为 【答案】C 【详解】A．破冰过程无新物质生成，是物理变化，A错误； B．天然气液化的过程是气态变为液态，是物理变化，无新的化学键形成，B错误； C．燃烧放热，是化学能转化为热能，C正确； D．水是共价化合物，每个H原子都与O原子共用一对电子，电子式为，D错误； 本题选C。 2．（2025·浙江·高考真题）下列说法正确的是 A．常温常压下和混合无明显现象，则反应在该条件下不自发 B．，升高温度，平衡逆移，则反应的平衡常数减小 C．，则正反应的活化能大于逆反应的活化能 D．，则 【答案】B 【详解】A．根据复合判据ΔG=ΔH-TΔS，该反应ΔH＜0、ΔS＜0，温度较低时ΔG＜0，故低温能自发进行，A错误； B．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆移，平衡常数减小，B正确； C．该反应为放热反应，则，则正反应的活化能小于逆反应的活化能，C错误； D．，根据盖斯定律，反应①－反应②得到目标反应Na(s)+Cl2(g)=Na+(g)+Cl−(g)，则ΔH=，由于不能明确相对大小，则ΔH不能确定，D错误； 故选B。 3．（2024·重庆·高考真题）二氧化碳甲烷重整是资源化利用的重要研究方向，涉及的主要热化学方程式有： ① ② ③ 已知键能为，键能为，键能为，则中的碳氧键键能(单位：)为 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据盖斯定律反应①+②-③可得反应：，该反应，根据反应物键能和-生成物键能和可得：4c+2b-3a-中的碳氧键键能=，中的碳氧键键能=()，故B正确； 故选：B。 4．（2024·海南·高考真题）已知时，，的临界温度(能够液化的最高温度)为，下列说法错误的是 A．氢气燃烧热 B．题述条件下和，在燃料电池中完全反应，电功+放热量 C．氢能利用的关键技术在于安全储存与运输 D．不同电极材料电解水所需电压不同，产生消耗的电功相同 【答案】D 【详解】A．氢气燃烧热为1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，则由热化学方程式可知，氢气燃烧热，故A正确； B．由题意可知，氢氧燃料电池中化学能转化为热能和电能，由能量守恒定律可知，和，在燃料电池中完全反应，电功+放热量，故B正确； C．氢气是易燃易爆的气体，难于安全储存与运输，所以氢能利用的关键技术在于安全储存与运输，故C正确； D．不同电极材料电解水所需电压不同，说明所需的电流不同，所以产生2g氢气所需时间不同，消耗的电功不同，故D错误； 故选D。 5．（2024·广东·高考真题）对反应(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，增大，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． B．C．D． 【答案】A 【详解】提高反应温度，增大，说明反应的平衡逆向移动，即该反应为放热反应，减小，说明S生成中间产物I的反应平衡正向移动，属于吸热反应，由此可排除C、D选项，加入催化剂，反应达到平衡所需时间大幅缩短，即反应的决速步骤的活化能下降，使得反应速率大幅加快，活化能大的步骤为决速步骤，符合条件的反应历程示意图为A，故A正确， 故选A。 6．（2024·安徽·高考真题）某温度下，在密闭容器中充入一定量的，发生下列反应：，，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 A． B． C． D． 【答案】B 【分析】由图可知，反应初期随着时间的推移X的浓度逐渐减小、Y和Z的浓度逐渐增大，后来随着时间的推移X和Y的浓度逐渐减小、Z的浓度继续逐渐增大，说明X(g)Y(g)的反应速率大于Y(g)Z(g)的反应速率，则反应X(g)Y(g)的活化能小于反应Y(g)Z(g)的活化能。 【详解】A．X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0，而图像显示Y的能量高于X，即图像显示X(g)Y(g)为吸热反应，A项不符合题意； B．图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0，且X(g)Y(g)的活化能小于Y(g)Z(g)的活化能，B项符合题意； C．图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0，但图像上X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能，C项不符合题意； D．图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都大于0，且X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能，D项不符合题意； 选B。 7．（2024·浙江·高考真题）下列实验装置使用不正确的是 A．图①装置用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气 B．图②装置用于标准酸溶液滴定未知碱溶液 C．图③装置用于测定中和反应的反应热 D．图④装置用于制备乙酸乙酯 【答案】A 【详解】A．图①装置没有加热装置，不适用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气，A错误； B．利用酸式滴定管中装有的标准酸溶液滴定未知碱溶液，装置和操作正确，B正确； C．图③装置用于测定中和反应的反应热，温度计测温度、玻璃搅拌器起搅拌作用，装置密封、隔热保温效果好，C正确； D．图④装置用于制备乙酸乙酯，导管末端不伸入液面下，利用饱和碳酸钠收集乙酸乙酯，D正确； 故选A。 8．（2024·广西·高考真题）二氯亚砜()是重要的液态化工原料。回答下列问题： (1)合成前先制备。有关转化关系为： 则的 。 (2)密闭容器中，以活性炭为催化剂，由和制备。反应如下： Ⅰ   Ⅱ   ①反应Ⅱ的(为平衡常数)随(为温度)的变化如图，推断出该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。 【答案】(1)-50 (2)放热 【详解】（1）由盖斯定律可知，的焓变为，则的； （2）①由图可知反应Ⅱ的与成正比，则温度升高即减小随之lgK减小，那么K值减小，平衡逆向移动，反应Ⅱ为放热反应； 9．（2024·贵州·高考真题）在无氧环境下，CH4经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。一定温度下，CH4芳构化时同时存在如下反应： ⅰ． ⅱ． 回答下列问题： (1)反应ⅰ在1000K时 (选填“能”或“不能”)自发进行。 (2)已知25℃时有关物质的燃烧热数据如表，则反应ⅱ的 (用含的代数式表示)。 物质 【答案】(1)能 (2)6a-b-9c 【详解】（1）反应ⅰ．，在1000K时，ΔG=ΔH-TΔS=+74.6 kJ·mol-1-1000K×80.84×10-3kJ·mol-1·K-1=-6.24 kJ·mol-1＜0，故反应ⅰ在1000K时能自发进行。 （2）ⅱ． 由题给数据可得出以下热化学方程式： ③CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)     ΔH=akJ·mol-1 ④C6H6(l)+7.5O2(g)＝6CO2(g)+3H2O(l)   ΔH=bkJ·mol-1 ⑤H2(g)+0.5O2(g)＝H2O(l)             ΔH=c kJ·mol-1 依据盖斯定律，将反应③×6-④-⑤×9得，反应ⅱ的(6a-b-9c) kJ·mol-1。 10．（2024·甘肃·高考真题）是制备半导体材料硅的重要原料，可由不同途径制备。 (1)由制备： 已知 时，由制备硅 (填“吸”或“放”)热 。升高温度有利于制备硅的原因是 。 【答案】(1)吸 587.02 该反应为吸热反应，升高温度，反应正向移动，有利于制备硅 【详解】（1）由题给热化学方程式：①，；②，；则根据盖斯定律可知，①+②，可得热化学方程式，，则制备56gSi，即2molSi，需要吸收热量为；该反应为吸热反应，升高温度，反应正向移动，有利于制备硅。 11．（2024·湖南·高考真题）丙烯腈()是一种重要的化工原料。工业上以为载气，用作催化剂生产的流程如下： 已知： ①进料混合气进入两釜的流量恒定，两釜中反应温度恒定： ②反应釜Ⅰ中发生的反应： ⅰ：   ③反应釜Ⅱ中发生的反应： ⅱ：   ⅲ：   ④在此生产条件下，酯类物质可能发生水解。 回答下列问题： (1)总反应 (用含、、和的代数式表示)； 【答案】(1)ΔH1+ΔH2+ΔH3 【详解】（1）根据盖斯定律，总反应HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCN(g)+C2H5OH(g)+ 2H2O(g)可以由反应i+反应ii+反应iii得到，故ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3； 12．（2024·山东·高考真题）水煤气是的主要来源，研究对体系制的影响，涉及主要反应如下： 回答下列问题： (1)的焓变 (用代数式表示)。 【答案】(1)++ 【详解】（1）已知三个反应： Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. 设目标反应为Ⅳ，根据盖斯定律，Ⅳ=Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ，所以++。 13．（2024·全国甲卷·高考真题）甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯()的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题： (1)已知如下热化学方程式：         计算反应的 。 【答案】(1)-67 【详解】（1）将第一个热化学方程式命名为①，将第二个热化学方程式命名为②。根据盖斯定律，将方程式①乘以3再加上方程式②，即①×3+②，故热化学方程式3CH4(g)+3Br2(g)=C3H6(g)+6HBr(g)的∆H=-29×3+20=-67kJ·mol-1。 14．（2024·安徽·高考真题）乙烯是一种用途广泛的有机化工原料。由乙烷制乙烯的研究备受关注。回答下列问题： 【乙烷制乙烯】 (1)氧化脱氢反应：                 计算：                   【答案】(1)-566 【详解】（1）将两个反应依次标号为反应①和反应②，反应①-反应②×2可得目标反应，则ΔH3=ΔH1-2ΔH2=(-209.8-178.1×2)kJ/mol=-566kJ/mol； 15．（2024·吉林·高考真题）为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法处理废气：。将和分别以不同起始流速通入反应器中，在和下反应，通过检测流出气成分绘制转化率()曲线，如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。 回答下列问题： (1) 0(填“>”或“<”)； ℃。 (2)结合以下信息，可知的燃烧热 。                   【答案】(1)＜ 360℃ (2)-285.8 【详解】（1）反应前后的气体分子数目在减小，所以该反应 <0，该反应为放热反应，由于在流速较低时的转化率视为平衡转化率，所以在流速低的时候，温度越高，HCl的转化率越小，故T1代表的温度为440℃，T3为360℃。 （2）表示氢气燃烧热的热化学方程式为④，设①，②，③ ，则，因此氢气的燃烧热－57.2kJ/mol－184.6kJ/mol－44kJ/mol=-285.8 【策略1】记忆常见的放热反应和吸热反应 常见的放热反应 a．所有的燃烧反应，如：木炭、CH4等在空气或氧气中的燃烧，钠、H2在氯气中燃烧，镁条在CO2中燃烧。 b．所有的酸碱中和反应，如：HCl＋NaOH===NaCl＋H2O c．大多数的化合反应，如：CaO＋H2O===Ca(OH)2 d．铝热反应，如：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 e．活泼金属与水、与酸的反应，如：2Na＋2H2O===2NaOH+H2↑ f．生成沉淀的反应 常见的吸热反应 a．大多数分解反应，如：NH4ClNH3↑＋HCl↑、CaCO3CaO＋CO2↑ b．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 c．C和CO2发生的化合反应及C和H2O(g)的反应 d．以碳、CO、H2为还原剂的氧化还原反应：如：H2＋CuOH2O＋Cu、C＋H2O(g)CO＋H2 e．盐类的水解反应 【策略2】熟练掌握反应焓变的计算方法 (1)根据化学反应过程中的能量变化来计算 ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量 ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能 ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能 图示 意义 a表示正反应的活化能；b表示逆反应的活化能；c表示该反应的反应热 ΔH 图1：ΔH＝(a－b)kJ·mol－1＝－c kJ·mol－1，表示放热反应 图2：ΔH＝(a－b)kJ·mol－1＝c kJ·mol－1，表示吸热反应 (2)注意事项 ①利用键能计算反应热的关键，是弄清物质中化学键的数目，清楚中学阶段常见单质、化合物中所含共价键的种类和数目。 物质 (化学键) CO2 (C===O) CH4 (C—H) P4 (P—P) SiO2 (Si—O) 1 mol微粒所含键的物质的量 2 4 6 4 物质 (化学键) 石墨 (C—C) 金刚石 (C—C) S8 (S—S) Si (Si—Si) 1 mol微粒所含键数的物质的量 1.5 2 8 2 ②活化能与焓变的关系 a．催化剂能降低反应的活化能，但不影响焓变的大小及平衡转化率。 b．在无催化剂的情况，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2，活化能大小影响反应速率。 c．起点、终点能量高低判断反应的ΔH，并且物质的能量越低，物质越稳定。 ③由反应物A转化为生成物C，需经过两步反应，其反应过程与能量变化如图所示： a．E3>E1，即第二步决定化学反应速率。 b．能量越低越稳定，稳定性：C>A>B。 c．该反应的反应热为E1－E2＋E3－E4。 【策略3】掌握热化学方程式的书写 1．书写热化学方程式注意事项 (1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25 ℃、101 kPa下进行的，可不注明。 (2)注明物质状态：常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体、溶液。 (3)注意符号、单位：ΔH应包括“＋”或“－”、数值和单位(kJ·mol－1)。 (4)区别于普通方程式：一般不注“↑”“↓”以及“点燃”“加热”等。 (5)注意热化学方程式的化学计量数：热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。 如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6kJ·mol－1 (6)同素异形体转化的热化学方程式除了注明状态外，还要注明名称，如C(s，金刚石)、C(s，石墨)。 (7)正、逆反应ΔH的数值相等、符号相反。 2．可逆反应的ΔH表示反应物完全反应的热量变化。 如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。 表示在101 kPa、25 ℃时，1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出92.4 kJ的热量。但实际上1 mol N2(g)和3 mol H2(g)充分反应，不可能生成 2 mol NH3(g)，故实际反应放出的热量肯定小于92.4 kJ。 【策略4】明晰燃烧热、中和热的概念 燃烧热 中和热 相同点 能量变化 放热 ΔH及其单位 ΔH0，单位均为kJ·mol－1 不同点 反应物的量 1mol 不一定为1 mol 生成物的量 不确定 生成物水为1mol 反应热含义 在101 kPa 时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。 【注意】燃烧热中元素所对应的指定产物：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)，N→N2(g)等。 在稀溶液里，强酸与强碱发生中和反应生成1mol H2O(l)时所放出的热量 表示方法 燃烧热为a kJ·mol－1或ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0) 强酸与强碱在稀溶液中反应的中和热为57.3 kJ·mol－1或ΔH＝－57.3kJ·mol－1 举例 ①C的燃烧热为393.5 kJ·mol－1，表示在25 ℃、101 kPa条件下，1 mol C完全燃烧生成CO2放出393.5 kJ的热量，用热化学方程式表示为C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5kJ·mol－1。 ②25 ℃、101 kPa下，在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成可溶性盐和1 mol H2O(l)时，放出57.3 kJ的热量，热化学方程式可表示为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3kJ·mol－1。 【策略5】掌握中和热的测定实验 (1)实验步骤及装置 实验装置 实验步骤 ①测量反应物的温度 ②测量反应后体系温度(记录反应后体系的最高温度) ③重复上述步骤①至步骤②两次 ④数据处理：取三次测量所得温度差的平均值进行计算，生成1 mol H2O时放出的热量为 kJ c＝4.18 J·g－1·℃－1＝4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1； n为生成H2O的物质的量。 稀溶液的密度用1 g·mL－1进行计算。 大量实验测得，在25 ℃和101 kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时，放出57.3kJ的热量 (2)注意事项 ①为保证酸完全中和，采取的措施是碱稍过量(0.5 mol·L－1 HCl、0.55 mol·L－1 NaOH溶液等体积混合)。 ②因为弱酸或弱碱存在电离平衡，电离过程需要吸热，实验中若使用弱酸或弱碱则测得的反应热数值偏小。 ③玻璃搅拌器的作用是使反应物充分接触，实验时不能用铜丝搅拌棒代替玻璃搅拌器，因为铜丝导热性好，比用玻璃搅拌器误差大。 ④隔热层的作用是减少热量的损失。 (3)中和热测定的误差分析——以50mL 0.50mol·L－1盐酸与50mL 0.55mol·L－1 NaOH反应为例 引起误差的实验操作 温度差 |ΔH| 保温措施不好 偏小 偏小 搅拌不充分 偏小 偏小 所用酸、碱浓度过大 偏大 偏大 用同浓度的氨水代替NaOH溶液 偏小 偏小 用同浓度的醋酸代替盐酸 偏小 偏小 【策略6】反应热大小的比较 ①看物质的聚集状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下： ②看ΔH的符号。比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号。 ③看化学计量数。当反应物与生成物的聚集状态相同时，化学计量数越大，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。 ④看反应的程度。对于可逆反应，参加反应的物质的量和聚集状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。 (1)根据化学计量数比较反应焓变大小 ①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2 反应②中H2的量更多，因此放热更多，|ΔH1|<|ΔH2|，但ΔH1<0，ΔH2<0，故ΔH1>ΔH2。 (2)根据反应进行的程度大小比较反应焓变的大小 ①C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1 ②C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 反应②中，C完全燃烧，放热更多，|ΔH1|<|ΔH2|，但ΔH1<0，ΔH2<0，故ΔH1>ΔH2。 (3)根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小 ①同一反应，生成物状态不同时 A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1<0， A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2<0， 因为C(g)===C(l)　ΔH3<0， 则ΔH3＝ΔH2－ΔH1<0， 所以ΔH2<ΔH1 ②同一反应，反应物状态不同时 S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1<0 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2<0 ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2 (4)根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小 ①2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH1 ②2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH2 由①－②可得2Al(s)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋Al2O3(s)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，已知铝热反应为放热反应，故ΔH<0，ΔH1<ΔH2。 (5)与“同素异形体”相关的反应热比较 C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 因为C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH>0 所以ΔH1>ΔH2 1．（2025·安徽阜阳·模拟预测） 与HBr加成可得到1，2-产物和1，4-产物，其能量与反应进程如下图所示： 下列说法正确的是 A．生成1，2-产物的两步反应均为放热 B．加入催化剂可使正、逆反应的活化能降低 C．加入催化剂可以增大反应的焓变 D．1，2-产物比1，4-产物更稳定 【答案】B 【详解】A．由图知生成1，2-产物第一步吸热，第二步放热，A项错误； B．催化剂可以降低正、逆反应所需能量，增加活化分子百分数，B项正确； C．加入催化剂反应的焓变不变，C项错误； D．1，4-产物比1，2-产物能量更低，更稳定，D项错误； 答案选B。 2．（2024·陕西延安·一模）在某温度和催化剂作用下，和同时发生如下反应： 反应1(主反应)： 反应2(副反应)：    且主反应的速率大于副反应，则下列反应过程中的能量变化示意图正确的是 A．B．C．D． 【答案】A 【详解】反应1为放热反应，则反应物的总能量高于生成物的总能量，反应2为吸热反应，则反应物的总能量低于生成物的总能量，B、C两项均错误；反应1的速率大于反应2的速率，说明反应1的活化能小于反应2的活化能，A项正确，D项错误； 答案选A。 3．（2025·吉林长春·模拟预测）下列有关热化学方程式及其叙述正确的是 A．甲烷的燃烧热为，则甲烷燃烧的热化学方程式为：   B．若  ，则   C．、完全反应，放出热量，则   D．  ；  ，则有 【答案】D 【详解】A．甲烷的燃烧热为，燃烧热是在101kPa，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，氢元素应该变为，则甲烷燃烧的热化学方程式为：  ，A错误； B．还有沉淀生成，生成2mol水时放热大于114.6kJ，，B错误； C．若和完全反应放热，则2molSO2(g)在O2中完全反应放热196.6kJ，所以热化学方程式为： ，但是二氧化硫与氧气的反应是可逆反应，反应不可能完全进行，C错误； D．氢气与氧气反应是放热反应，焓变小于0，放出的热量大于，所以，D正确； 故选D。 4．（2025·宁夏银川·模拟预测）多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现时，甲醇与水(各物质均为气态)在铜基催化剂上的反应机理和能量图如下： 下列说法正确的是 A．反应Ⅱ的热化学方程式为： B．和的总能量大于和的总能量 C．选择优良的催化剂可以降低反应Ⅰ和Ⅱ的活化能，有利于减少过程中的能耗 D．在反应中生成又消耗，可认为是催化剂 【答案】C 【详解】A．结合能量图可知，反应Ⅱ为放热反应，根据反应机理图可知，反应Ⅱ的热化学方程式为：CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) ΔH=-akJ/mol(a>0)，A错误； B．结合反应机理和能量图可知，EⅡ生＞EⅠ反，即1molCH3OH(g)和1molH2O(g)的总能量小于1molCO2(g)和3molH2(g)的总能量，B错误； C．选择优良的催化剂可以降低反应Ⅰ和Ⅱ的活化能，加快反应速率，减少过程中的能耗，C正确； D．在反应机理中先生成后消耗且量相等，因此CO(g)属于中间产物，不是催化剂，D错误； 故选C。 5．（2025·浙江·模拟预测）实验，是化学离不开的主题。下列说法中正确的是 A．图1装置用和测定中和反应的反应热 B．图2表示盐酸与溶液的反应的体系与环境 C．图3装置可用于卤代烃的水解反应 D．图4装置可用于简单的电镀实验 【答案】B 【详解】A．为弱酸，电离吸热，测定中和热会产生误差，A错误； B．盐酸与溶液的反应为放热反应，图示为反应的体系和环境，体系与环境之间无物质交换，但有能量交换，B正确； C．卤代烃在碱性条件下水解产生醇、盐和水，用酸性高锰酸钾溶液不能检验卤代烃水解产物，C错误； D．该装置为电镀装置，与正极相连的为阳极，与负极相连的为阴极，该实验的目的是在铁表面镀铜，应将铜放在阳极，铁放在阴极，D错误； 故选B。 6．（2025·河北·模拟预测）热力学规定：在298.15K时，由最稳定单质生成1mol化合物时的焓变，叫做该物质的标准摩尔生成焓；最稳定单质的标准摩尔生成焓规定为零。将等物质的量的和充入真空恒容密闭容器中，在有催化剂的条件下发生反应：。相关物质的标准摩尔生成焓数据如下表所示。我国学者通过计算机模拟进行理论研究，认为在合金或合金催化下，该反应以甲烷逐级脱氢开始反应。脱氢阶段的反应历程如下图所示(*表示吸附在催化剂表面)。下列说法正确的是 物质 0 A．该反应正向为放热反应 B．容器内气体密度不变时，反应达到平衡状态 C．甲烷逐级脱氢历程中最大能垒(活化能) D．两种催化剂比较，脱氢反应阶段催化效果更好的是合金 【答案】D 【详解】A．由题给数据可知，反应物的标准摩尔生成焓之和为，生成物的标准摩尔生成焓之和为，则该反应为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应，A项错误； B．该反应在恒容密闭容器中进行，反应中容器体积不变，混合气体的密度始终不变，B项错误； C．从图中可以看出，正反应的活化能最大的为形成过渡态2的活化能，，C项错误； D．据图可知使用合金作催化剂时，整个过程中的每一步反应的活化能都较小，反应速率较快，催化效果更好，D项正确； 故答案选D。 7．（2024·陕西延安·一模）已知： ①   ②   ③   下列说法不正确的是 A．石墨的燃烧热 B．   C．反应①②③均为放热反应 D．若将反应①设计成原电池，则22.4L 在正极反应时转移2mol电子 【答案】D 【详解】A．燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，A正确； B．生成CO时放出的热量减小，故 ，B正确； C．反应①②③的均小于0，均为放热反应，C正确； D．将反应①设计成原电池，1 mol 在正极发生还原反应时转移2 mol电子，但题中没有说明气体是否在标准状况下，故无法计算，D错误； 故选D。 8．（2025·河南·模拟预测）下列热化学方程式中正确的是 A．在催化下分解生成放热：   B．和发生中和反应生成的反应热为：   C．的燃烧热为，完全燃烧的热化学方程式：   D．在浓硫酸作用下，和发生酯化反应放热25.6kJ：    【答案】C 【详解】A．H2O2(1)在 MnO2催化下分解生成16gO2 (g)放热106 kJ，则生成1mol氧气放出热量为212kJ，其热化学方程式为2H2O2 (1)=2H2O(1)+O2 (g)   △H=-212kJ·mol-1，A 错误； B．未标明各物质的聚集状态，B 错误； C．N2H4 (g)的燃烧热为622 kJ·mol-1，则 N2H4 (g)完全燃烧的热化学方程式为N2H4 (g)+O2(g)= N2(g)+2H2O(1)△H=-622 kJ·mol-1，C正确； D．酯化反应为可逆反应，反应热应表示完全转化的热效应，D错误； 故选C。 9．（2025·河南·模拟预测）已知和经过两种途径转化为的反应如下： 途径Ⅰ：①；②； 途径Ⅱ：③；④。其反应过程的能量变化如图所示，已知的单位为。 下列说法错误的是 A．途径Ⅰ中反应的 B．途径Ⅱ中转化为的反应速率是由反应③决定的 C．途径Ⅰ和途径Ⅱ总反应的焓变： D．途径Ⅱ过程中，物质很难大量积累 【答案】C 【详解】A．由图可知，反应的，A正确； B．由图可知，反应③的活化能大于反应④的活化能，活化能越大反应速率越慢，决速步骤由最慢的步骤决定，故途径Ⅱ中 A(g)转化为 E(g)的反应速率是由反应③决定的，B正确； C．根据盖斯定律，途径I 和途径Ⅱ总反应的焓变相等，即，C错误； D．由图可知，途径Ⅱ中反应④的活化能低于反应③的活化能，活化能越低反应速率越快，故反应④的反应速率大于反应③的反应速率，物 质N(g)很难大量积累，D正确； 故选C。 10．（2025·全国·模拟预测）CO的利用是当下研究的热门方向。下图为常温、常压下各物质转化关系及其反应热示意图(表示热化学方程式中各物质间化学计量数为最简整数比时的反应热)，已知CH4的燃烧热为a，则反应的反应热为 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由题图和题目信息可得以下热化学方程式， ，  ，  ，  ，根据盖斯定律，结合目标热化学方程式–可知，总反应的反应热为； A符合题意。 11．（2024·四川自贡·一模）碳酸二甲酯是一种低毒、性能优良的有机合成中间体，科学家提出了新的合成方案（吸附在固体催化剂表面上的物种用*标注），反应机理如图所示。 下列说法正确的是 A．反应过程中除固体催化剂外，还使用了做催化剂 B．反应进程中决速步骤的能垒为 C．第3步的基元反应方程式为： D．升高温度，合成碳酸二甲酯反应速率增加，平衡向逆反应方向移动 【答案】A 【详解】A．HO·在反应前参与反应，反应后又生成，作催化剂，A正确； B．反应进程中经过渡态Ⅰ的反应能垒最大，是决速步骤，其能垒为[103.1-(-22.6)]×102eV=1.257×104eV，B错误； C．第3步的基元反应方程式为：，C错误； D．由图可以看出，2CH3OH+CO2→CH3OCOOCH3+H2O △H＞0，升高温度，合成碳酸二甲酯反应速率增加，平衡向正反应方向移动，D错误； 故答案为：A。 12．（2024·河南·三模）研究人员提出利用含硫物质的热化学循环实现太阳能的转化与存储，其原理如图所示。 已知：①液态完全分解生成三种气体时吸收热量； ②固态硫完全燃烧放出热量为。下列叙述错误的是 A．上述循环至少涉及四种能量转化方式 B．反应Ⅰ：   C．反应Ⅲ：   D．反应Ⅱ：   【答案】D 【详解】A．上述循环过程至少涉及四种能量转化方式：太阳能→热能→化学能→热能→电能，A项正确； B．结合已知条件可知，完全分解为二氧化硫、氧气和水蒸气，吸收热量，热化学方程式表示为：  ，B项正确； C．相当于，已知固态硫完全燃烧放出热量为，则完全燃烧放出热量，热化学方程式为：  ，C项正确； D．根据盖斯定律，-(反应Ⅰ+反应Ⅲ)=反应Ⅱ，，D项错误； 故选：D。 13．（2025·云南昆明·一模）根据伯恩哈勃循环图，部分反应的如下表所示，K的第一电离能是 数值 +89 +121.5 -349 -717 -436.5 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据盖斯定律：++++=，解得=； 故选B； 14．（2025·重庆·一模）甲醇的用途非常广泛。科学家通过合成甲醇的反应为：  。 已知：      若合成甲醇的反应中正反应的活化能为，逆反应的活化能为，则一定等于 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】反应I  ，反应Ⅱ  ，根据盖斯定律，反应可以由反应Ⅰ×3-反应Ⅱ得到，则ΔH1=3ΔH2-ΔH3=(3a-b)kJ·mol-1，ΔH1=E正-E逆=(3a-b)kJ·mol-1，则； 答案选B。 15．（2024·湖北·一模）苯乙烯作为一种重要的基础有机化工原料，广泛用于合成塑料和橡胶。工业常采用乙苯脱氢的方法制备苯乙烯，其原理如下： 反应Ⅰ： (1)近期有科技工作者结合是实验与计算机模拟结果，研究了单个乙苯分子在催化剂表面脱氢制苯乙烯的反应历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注)： ① (计算结果保留整数)。 ②该反应历程的决速步骤的反应式为 。 ③依据上述反应历程，推测乙苯脱氢反应产生的副产物可能是 (填结构简式)。 【答案】(1)130 C6H5-CH2CH2*+H*=C6H5-CHCH2*+2H* 或C6H5-CH2CH2*=C6H5-CHCH2*+H* 【详解】（1）①根据反应历程图可知每1个苯乙烯分子脱氢产生1分子苯乙烯， 需要吸收1.35eV的能量， 如果有苯乙烯分子脱氢的热化学方程式为C6H5-CH2CH3(g)C6H5-CH=CH2(g)+H2(g)ΔH＝+1.35NAeV/mol； 1.35NAeV=1.35×6.02×1023×1.6×10-19=130kJ， 所以热化学方程式还可表示为C6H5-CH2CH3(g)C6H5-CH=CH2(g)+H2(g)ΔH＝+130kJ/mol； ②决速步指的是活化能最大的步骤， 即反应历程中C6H5-CH2CH2*+H*=C6H5-CHCH2*+2H* 或C6H5-CH2CH2*=C6H5-CHCH2*+H*。 ③反应历程中含有基团， 两个基团结合能够产生。 16．（2025·广西·模拟预测）先进的甲醇低压羰基合成乙酸工艺的普及推广，导致我国乙酸产能过剩。使用特定催化剂进行乙酸直接加氯制备乙醇，反应原理如下： 主反应：  ； 副反应：  。 回答下列问题： (1)如下表所示，一定温度下，将不同量的原料通入到恒压密闭容器中，反应平衡时，热量的变化情况。已知副反应热效应小，可忽略，则该温度下主反应的 。 实验编号 反应物投入量 平衡时，热量变化 Ⅰ 0.5mol 1mol 0 0 放热x kJ Ⅱ 0 0 1mol 1mol 吸热y kJ 【答案】(1)-(2x+y) 【详解】（1）0.5mol 与1mol 发生反应，达到平衡时放热x kJ，1mol 与1mol 发生反应，达到平衡时吸热y kJ，则1mol 与2mol 完全反应生成1mol 与1mol ，放热，即； 17．（2024·河南·三模）几种物质的燃烧热如下表所示。 可燃物 燃烧热 回答下列问题： (1)写出表示燃烧热的热化学方程式： 。 (2)   。 (3)某水煤气含、、和，其中、体积分数分别为、。标准状况下，这种水煤气完全燃烧生成液态水和二氧化碳时放出的热量为。该水煤气中、的物质的量分别为 、 。 (4)在如图1坐标系中补全燃烧反应的能量变化图 。 (5)已知：催化氢化制的反应历程及能量变化如图2所示。 ①控速反应式为 。 ②下列叙述正确的是 (填字母)。 A．升高温度，总反应平衡常数变大 B．正反应在任何温度下都能自发 C．总反应分六个基元反应 【答案】(1)   (2)-128.1 (3) 0.4mol 0.4mol (4) (5) C 【详解】（1）甲烷的燃烧热指完全燃烧生成、时放出的热量，故表示燃烧热的热化学方程式：  ； （2）根据燃烧热写出热化学方程式，再根据盖斯定律计算： ①   ②   ③   得目标反应：  ； （3）依题意，混合气体为，其中为，为，和共。设的物质的量为，则，解，即和都为； （4）由的燃烧热可知，燃烧反应的能量变化图如图所示： （5）①能垒最大的反应对应的是③到④，最慢反应就是控速反应，反应方程式为； ②总反应为 A．总反应是放热反应，升温，平衡常数减小，A项错误； B．正反应是熵减、焓减反应，在较低温度下能自发进行，B项错误； C．总反应分六个过渡态，即有6个基元反应，C项正确， 故选C。 18．（2024·吉林长春·模拟预测）按要求回答下列问题 Ⅰ.制取甲胺的反应为  。已知该反应中相关化学键的键能数据如下： 共价键 键能（） 351 463 393 293 (1)则该反应的 。 Ⅱ.由金红石制取单质，涉及的步骤为。已知： ①   ②   ③   (2)则反应的 （含、、的关系式表示）。 【答案】(1)-12 (2)ΔH3+2ΔH1－ΔH2 【详解】（1）△H=反应物总键能-生成物总键能，故△H=[3E(C-H)+E(C-O)+E(H-O)+3E(N-H)]-[3 E(C-H)+E(C-N)+2E(N-H)+2E(H-O)]=(351+393-293-463)kJ/mol=-12kJ/mol，故答案为：-12； （2）根据盖斯定律，由可得：，所以ΔH3+2ΔH1－ΔH2，故答案为：ΔH3+2ΔH1－ΔH2； 19．（2024·辽宁沈阳·三模）回答下列问题。 (1)(反应I) (反应Ⅱ) 假设某温度下，反应I的速率大于反应Ⅱ的速率，则说明I的活化能 Ⅱ的活化能(填>、<或=)，下列反应过程能量变化示意图正确的是 。 (2)已知25℃时中和热的，反应 ，写出固体的溶解平衡的热化学方程式： 。 (3)一定条件下，由稳定单质反应生成1mol化合物的反应热叫该化合物的生成热()。下图为Ⅵ A族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图： 硫化氢发生分解反应的热化学方程式为 。 (4)利用可制备乙烯及合成气(CO、)。有关化学键键能(E)的数据如表： 化学键 H-H C=C C-C C-H E(kJ/mol) 436 a 348 413 ①已知，则 。 ②制备合成气反应历程分两步，步骤Ⅰ：； 步骤Ⅱ：。 上述反应中为吸附性活性炭，反应历程的能量变化如图： 表示步骤①正反应的 ，决定制备合成气反应速率的是 (填“步骤Ⅰ”或“步骤Ⅱ”)。 ③已知，当放出的热量为nkJ时，该反应转移的电子数为 (用含m、n的代数式表示)。 【答案】 (1)< C (2)BaSO4(s) Ba2+(aq)+ SO(aq) ΔH=+40kJ/mol (3)H2S(g)=S(s)+H2(g) ΔH=+20 kJ/mol (4)613 活化能 步骤Ⅰ 【详解】（1）反应的活化能越大，反应速率越慢，则某温度下，反应I的速率大于反应Ⅱ的速率，说明反应I的活化能小于反应Ⅱ；反应I是反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应，反应Ⅱ是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，则反应过程能量变化示意图为，故选C，故答案为：<；C； （2）由题意可得如下热化学方程式： ①H+(aq)+ OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol ②Ba2+(aq) +2OH-(aq)+ SO(aq)+2H+(aq)=BaSO4(s)+2 H2O(l) ΔH=-154.6kJ/mol 由盖斯定律可知，反应①×2-反应②得到硫酸钡固体的溶解平衡BaSO4(s) Ba2+(aq)+ SO(aq)则ΔH=(-57.3kJ/mol)×2-(-154.6kJ/mol)=+40kJ/mol，固体溶解的热化学方程式为BaSO4(s) Ba2+(aq)+ SO(aq) ΔH=+40kJ/mol，故答案为：BaSO4(s) Ba2+(aq)+ SO(aq) ΔH=+40kJ/mol； （3）同主族元素，从上到下非金属性依次减弱，气态氢化物的热稳定性依次减弱，生成气态氢化物的焓变ΔH依次增大，则点c表示硫化氢，由图可知，生成硫化氢的热化学方程式为S(s)+H2(g)= H2S(g) ΔH=-20 kJ/mol，所以硫化氢发生分解反应的热化学方程式为H2S(g)=S(s)+H2(g) ΔH=+20 kJ/mol，故答案为：H2S(g)=S(s)+H2(g) ΔH=+20 kJ/mol； （4）①反应ΔH=反应物总键能－生成物总键能，则2×4×413kJ/mol-(a+4×413kJ/mol+2×436kJ/mol)=+167kJ/mol，解得a=613kJ/mol，故答案为：613； ②由图可知，E4—E1表示步骤①正反应的活化能；反应的活化能越大，反应速率越慢，慢反应是反应的决速步，步骤Ⅰ反应的活化能大于步骤Ⅱ，所以决定制备合成气反应速率的是步骤Ⅰ，故答案为：步骤Ⅰ； ③由热化学方程式可知，反应转移电子的物质的量为60mol时，反应对应放出的热量为mkJ，则放出的热量为n kJ时，转移的电子数为，故答案为：。 20．（2025·上海松江·一模）氨是最基本的化工原料之一，用途广泛。自1913年合成氨工业化以来，科学家一直致力于合成氨技术的研究和发展。已知：  。 (1)有关温度对该反应自发性的影响，下列说法正确的是_______。 A．低温自发 B．高温自发 C．任何温度下均自发 D．任何温度下均不自发 (2)合成氨反应中部分共价键的键能如下表所示： 共价键 键能() H—H 436 946 计算N-H的键能为_______。 A．1173 B．782 C．391 D．360 (3)下图为使用铁催化剂和未使用催化剂合成氨反应历程的一部分。 ①上图反应历程中，表示使用了铁催化剂的是 线，基元反应有 个。 ②上图反应历程中，控速步骤的反应为 。 A．    B． C．    D． ③工业合成氨采用铁催化剂，需将反应温度控制在500℃左右的主要原因是 。 【答案】 (1)A (2)C (3)实 4 A 铁催化剂的最佳活性温度为500℃左右 【详解】（1）合成氨反应为 ，其ΔS＜0，ΔH＜0，要使反应自发进行，应使ΔH-TΔS＜0，所以需采用低温条件，故选A。 （2）合成氨反应的，则，，所以N-H的键能为391 ，故选C。 （3）①催化剂能降低反应的活化能，但不能改变反应物和生成物的总能量，所以曲线中表示使用了铁催化剂的线是实线，图中每个过渡态都是一个基元反应，图中共有4个过渡态，则图中基元反应有4个，故答案为：实；4； ②控速反应是活化能最大的反应，从图中可以看出，反应历程中，第一个过渡态发生的反应为，其活化能最大，所以控速步骤的反应为A； ③工业合成氨采用铁催化剂，其正反应为放热反应，温度低有利于提高反应物的平衡转化率，但由于催化剂在500℃左右活性最大，所以需将反应温度控制在500℃左右的主要原因是：铁催化剂的最佳活性温度为500℃左右。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$