专题07 化学反应中的能量变化（专题专练）（北京专用）2026年高考化学二轮复习讲练测

专题07 化学反应中的能量变化 目录 第一部分 风向速递 洞察考向，感知前沿 第二部分 分层突破 固本培优，精准提分 A组·保分基础练 题型01 化学反应中能量变化的原因 题型02能量的相互转化 题型03反应热的内能变化与焓变 题型04热化学反应方程式的书写与正误判断 题型05盖斯定律的应用 B组·抢分能力练 第三部分 真题验证 对标高考，感悟考法 1．（25-26高三上·北京顺义·月考）Ⅰ.水煤气变换反应  是重要的化工反应，该反应常在膜反应器中进行，其工作原理如图1所示。 (1)利用平衡移动原理解释反应器存在膜时具有更高转化率的原因 。 (2)某温度下，在膜表面上的解离过程存在如下平衡：，其正反应的活化能远小于逆反应的活化能。下列说法正确的是 。 A．原子在膜表面上结合为的过程为放热反应 B．Pd膜对气体分子的透过具有选择性 C．加快Pd膜内H原子迁移有利于的解离 (3)同温同压下，等物质的量的CO和入无膜反应器，的平衡转化率为75%；若换成膜反应器，的平衡转化率为90%，则相同时间内出口和出口b中的质量比为 。 Ⅱ.该反应也可采用电化学方法实现，反应装置如图2所示，和分别在两极产生。 (4)固体电解质采用 （填“氧离子导体”或“质子导体”）。 (5)阴极的电极反应式为 。 Ⅲ.工业上还可以利用水煤气变换反应的产物合成，涉及的主要反应如下： ①   ②   的平衡转化率、的选择性随温度、压强变化如下： 已知： (6)初始、，若平衡后、，且只发生①、②，则的转化率为 。（保留小数点后一位即可） (7)400℃左右，代表的两条曲线几乎相交于一点的原因是 。 2．（25-26高三上·北京·月考）正丁烯（）是重要的化工原料，可由正丁烷（）催化脱氢制备，反应如下： 已知：i．该工艺过程的副产物有炭（C），生成的积炭会附着在催化剂表面，影响催化效果。 ii．温度过高会引发正丁烷裂解生成低碳烃类的副反应。 iii． (1)用、、表示正丁烷催化脱氢反应的反应热 。 (2)寻找高效的催化剂是脱氢反应重要的研究课题之一。 ①催化剂使用一段时间后活性会下降，通入适量氢气可使其改善，氢气的作用是 。 ②其他条件相同时，以为载体与不同质量百分比的组合，催化效果相关数据如下表。 实验组 催化剂组成 正丁烷转化率/% 正丁烯收率/% 1 无催化剂 5 0.35 2 5 0.35 3 25.5 18.3 4 27.5 20.65 5 24 17.87 下列说法正确的是 （填序号）。 a．对脱氢反应无催化作用 b．提高了正丁烯的选择性 c．的含量对正丁烷脱氢反应的焓变无影响 (3)其他条件相同，时测得正丁烷转化率、正丁烯收率随温度的变化如图1。[收率=(生成某产物的原料量/投入的原料量)×100%] ①实际生产温度选择，由图1说明其理由是 。 ②时，向体积为的密闭容器中充入正丁烷气体，据图1计算内生成正丁烯的平均反应速率为 。 (4)其他条件相同，时正丁烷转化率、正丁烯收率随进料气中的变化如图2，均呈现先升后降的趋势。正丁烷转化率呈现该变化趋势的原因是 。 3．（25-26高三上·北京·月考）以CO和为原料合成甲醇是工业上的成熟方法，直接以为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用人工合成淀粉时，第一步就需要将转化为甲醇。 已知：①   下列说法不正确的是 A．若温度不变，①中生成时，放出的热量大于90.5 kJ B．与合成甲醇过程中，碳原子从sp杂化变为杂化 C．通过电解制和选用高效催化剂，可降低与合成甲醇反应的焓变 D．以和为原料合成甲醇，同时生成，该反应需要吸收能量 01化学反应中能量变化的原因 1．（2024·北京东城·二模）科学家提出一种大气中在和作用下转变为的机理（图1），其能量变化如图2所示。 已知：的结构式为 下列说法不正确的是 A．①中涉及键的断裂与生成 B．②③均发生了氧化还原反应 C．由图2可知，该过程的决速步是① D．总反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为 2．（2023·北京西城·三模）某科研人员提出与在羟基磷灰石()表面催化氧化生成、的历程，该历程示意图如下(图中只画出了HAP的部分结构)。    下列说法不正确的是 A．在反应过程中，有键发生断裂 B．若用标记HAP中氧原子，则反应后仍在HAP中 C．该反应可表示为： D．HAP能提高与的反应速率 3．（2023·北京海淀·三模）汽车尾气中CO与NO转化的三段反应历程及各物质的相对能量如图所示，其中TS代表过渡态，IM表示反应过程中的复杂中间产物，每段历程的反应物相对总能量定义为0.下列说法不正确的是    A．反应①决定尾气转化的快慢 B．反应①为吸热反应，反应②、③为放热反应 C．由上图可判断过渡态的相对能量：TS1>TS3>TS2 D．采用对反应③选择性高的催化剂可以避免尾气中出现 4．（2023·北京门头沟·一模）2022年诺贝尔化学奖授予了对点击化学和生物正交化学做出贡献的科学家。点击化学的代表反应为铜([Cu])催化的叠氮−炔基Husigen成环反应，其原理如下图。 下列说法不正确的是 A．上述循环中H+ 是中间产物之一 B．上述循环过程中只有极性键的断裂和形成 C．Cu能降低反应的活化能，但不改变总反应的焓变 D．中间产物中N采取sp2、杂化 02能量的相互转化 5．（2025·北京门头沟·一模）下列说法不正确的是 A．利用盐析的方法可以将蛋白质从溶液中分离出来 B．葡萄糖发生水解反应生成和是放热反应 C．核苷酸在酶的作用下发生水解反应得到核苷和磷酸 D．植物油经催化加氢得到的硬化油不易被空气氧化变质 6．（2025·北京顺义·一模）中国空间站核心舱的主要能量来源是砷化镓（GaAs）太阳能电池，Ga与Al位于同主族。，下列说法不正确的是 A．砷化镓电池可将化学能转化为电能 B．As是一种非金属元素 C．电负性：，GaAs中As显负价 D．Ga的金属性比Al的强 7．（2025·北京朝阳·一模）将高炉煤气转化为价值更高的的方法不断发展。科研人员以为初始原料构建化学链，实现。下列说法不正确的是 A．X为初始原料 B．体现了氧化性和酸性氧化物的性质 C．图中涉及的氧化还原反应均为吸热反应 D．升高温度，的平衡常数增大 8．（2024·北京大兴·三模）制备的方程式为，同时还有其他副反应发生。当反应体系的压强为时，分别改变进料比和反应温度，二者对产率影响如图所示。下列说法不正确的是 A．增加压强有利于提高的产率 B．制备的反应为放热反应 C．增加的用量，的产率一定会增加 D．温度为，平衡常数： 03 反应热的内能变化与焓变 9．（2022·北京顺义·二模）土壤中微生物将大气中的H2S氧化为SO的变化过程如下图所示。下列说法不正确的是 A．1 mol H2S(g)和1/2mol O2(g)的总能量高于1 mol S(g)和1 mol H2O(g)的总能量 B．H2S(g)+ 2O2(g)=SO (aq) +2H+(aq) △H=-806.39kJ/mol C．H2S和SO中S原子采用的杂化方式不同 D．1 mol H2S完全氧化为SO转移8mol电子 10．（2022·北京海淀·一模）合成氨原料气中的可通过水煤气变换反应除去。某合成氨原料气中、、、的体积分数分别为20%、50%、25%、5%。一定温度下按不同投料比通入水蒸气，平衡后混合气体中的体积分数如下表。 投料比 的体积分数/% 温度/℃ 200 1.70 0.21 0.02 250 2.73 0.30 0.06 300 6.00 0.84 0.43 350 7.85 1.52 0.80 下列说法不正确的是 A．从表中数据可知，水煤气变换反应的 B．温度相同时，投料比大，的转化率高 C．按=1通入水蒸气后，反应前在混合气体中的体积分数为20% D．根据=1时数据推算，300℃时水煤气变换反应的平衡常数K为46 11．（2022·北京丰台·一模）依据图示关系，下列说法不正确的是 A． B．1 mol S(g)完全燃烧释放的能量小于2968 kJ C． D．16 g S(s)完全燃烧释放的能量为1484 kJ 12．（2025·北京丰台·二模）纳米零价铁可将废水中的对硝基苯酚(，简称PNP)还原成毒性更小的物质，同时自身被氧化成Fe2+。 已知：电负性  B 2.0  H 2.1 Ⅰ．利用硼氢化钠()还原制备纳米零价铁。 (1)中B的化合价为 。 (2)制备纳米零价铁的离子方程式为，其中氧化剂为 。 Ⅱ．利用纳米零价铁还原法去除PNP。 (3)相同时间内，废水中含有较高浓度的会降低PNP的去除率，结合离子方程式解释原因 。 (4)如果将纳米零价铁均匀分散在生物炭(主要成分为碳单质)上会明显加速PNP的还原，可能的原因是 。 (5)PNP被还原的反应过程及相对能量变化如图所示，TS表示过渡态。下列说法正确的是 。 a．整个反应中断键吸收的总能量大于成键放出的总能量 b．推测物质稳定性顺序为⑤>④>①>②>③ c．PNP被还原的反应过程存在极性键的断裂和形成 Ⅲ．采用电化学絮凝法去除PNP，装置示意图如下。 已知：电化学絮凝法是在合适的电流下电解产生氢氧化物胶体来去除水中污染物的技术手段。 (6)解释电化学絮凝法去除PNP的原理 。 04热化学反应方程式的书写与正误判断 13．（2021·北京海淀·二模）催化加氢制备是资源化利用的重要途径。已知下图所示的反应的能量变化。 下列说法不正确的是 A．由图1推知反应物断键吸收的能量小于生成物成键释放的能量 B．图2中，若生成的为液态，则能量变化曲线为① C． D．制备的反应使用催化剂时，其不变 14．（2021·北京·模拟预测）N2可以与O2化合生成NO，是自然界固氮的重要方式之一、下图所示是以1mol N2和1mol O2，作为反应物的相应能量变化。判断下列说法不正确的是 A．上图所示的反应中转移电子的物质的量为4 mol B．完全断开1mol NO中的化学键需吸收1264kJ能量 C．该反应中产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量 D．NO分解的热化学方程式为2NO(g)=N2(g) +O2(g) △H=-180kJ·mol-1 15．（2021·北京·模拟预测）二氧化碳捕获技术可用于去除气流中的二氧化碳或者分离出二氧化碳作为气体产物，其中CO2催化合成甲酸是一种很有前景的方法，且生成的甲是重要化工原料，该反应在无催化剂及有催化剂时的能量变化如图所示。下列说法不正确的是 A．由图可知，过程I是有催化剂的能量变化曲线 B．CO2催化合成液态甲酸的热化学方程式为CO2(g) +H2(g)=HCOOH(l) △H=—31.2kJ/mol C．该反应的原子利用率为100%，符合绿色化学的理念 D．该反应可用于CO2的吸收和转化，有助于缓解温室效应 16．下列热化学方程式或离子方程式中，正确的是 A．甲烷的标准燃烧热为则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为： B．、30MPa下，将和置于密闭的容器中充分反应生成，放热，其热化学方程式为： C．用氢氧化钠溶液除去铝表面的氧化膜： D．用稀氢氧化钠溶液吸收二氧化氮： 05盖斯定律的应用 17．（2025·北京·模拟预测）氢气和核能是可以开发利用的新能源。 (1)氢气是未来最具有前途的能源之一。氢气能将二氧化碳转化为CH3OH等液体燃料。以H2、CO2为原料制CH3OH涉及的主要反应如下： ⅰ．H2(g) + CO2(g) CO(g) + H2O(g)  ∆H1 =﹢41 kJ·mol-1    ⅱ．CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)  ∆H2=﹣90 kJ·mol-1    ①CO2分子中含有 键（填“极性”或“非极性”）。 ②H2(g) 、CO2(g)转化为CH3OH(g)、H2O(g)的热化学方程式为 。 (2)开发利用核能可以减少对化石能源的依赖。UO2是一种常用的核燃料，该核燃料的一种制备流程如下： 铀矿UO2SO4U(SO4)2UF4UF6UO2 I中，将含有硫酸的UO2SO4溶液通入电解槽，如图所示。 ①A电极是 （填“阴极”或“阳极”），其电极反应式是 。 ②B电极的电极反应式 。 ③U4+有较强的还原性。用质子交换膜隔开两极区溶液可以 ，从而提高U4+的产率。 18．（2025·北京·三模）处理H2S有多种方法。 (1)碱法脱硫——用K2CO3溶液吸收H2S。 已知：氢硫酸和碳酸的电离常数如下表。 H2S H2CO3 ①用化学用语表示K2CO3溶液显碱性的原因： 。 ②用过量的K2CO3溶液吸收H2S的离子方程式是 。 (2)热分解法——加热使H2S发生分解反应 已知下列反应的热化学方程式： i．   ii．   iii．   ①写出H2S分解生成S2(g)的热化学方程式 。 ②在恒温恒压的条件下，分别以n(H2S)：n(Ar)为4：1、1：1、1：4的H2S-Ar混合气进行实验。随n(H2S)：n(Ar)减小，H2S平衡转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是 。 (3)间接电解法脱硫 间接电解法脱硫过程的示意图如下。 ①溶液X的主要溶质是 。 ②简述在电解反应器中FeCl3溶液再生的原理： 。 ③不考虑其他副反应，理论上5 mol H2S反应能生成 g H2。 19．（2025·北京西城·三模）油气开采、石油化工等行业废气普遍含有硫化氢，需要回收处理并加以利用。 (1)回收单质硫。催化空气氧化法制取单质硫的过程如图所示。写出总反应的化学方程式 。 (2)和重整制氢，此过程涉及的主要反应有： i． ii． 恒压条件下，将和按物质的量比为进行投料，并用稀释，不同温度下反应相同时间后，测得和体积分数如下图。 ①与重整制氢反应的热化学反应方程式是 。 ②其他条件不变时，加入稀释，可以提高的转化率，原因是 。 ③下列说法正确的是 (填序号)。 a．其他条件不变时，温度越高，的转化率越高 b．结合上图数据分析，反应ii为与重整反应的决速步 c．在范围内，随温度升高，的体积分数增大 (3)电化学循环法：采用溶液吸收处理，并通过电解池实现“吸收液”再生，同时制取氢气，其原理如图所示。 ①写出反应器内发生反应的离子方程式 。 ②结合电极反应式说明“吸收液”在电解池中是如何再生的 。 20．（2025·北京昌平·二模）固体硫化物电池在回收过程中产生大量气体，以下是几种工业处理的方式。 资料：是硫单质的一种形式，化学性质与S相似。 Ⅰ．甲烷硫化氢转化法：　ΔH (1)已知： ①　 ②　 可求出ΔH= 。 (2)从能量角度说明该反应用于工业生产的弊端 。 Ⅱ．电化学循环法：采用溶液吸收处理，并通过电解池实现“吸收液”的再生，同时制取氢气，其原理如图所示。 (3)写出反应器内发生反应的离子方程式 。 (4)结合电极反应式说明“吸收液”在电解池中是如何再生的 。 Ⅲ．克劳斯法：　△H<0。 (5)一定条件下，将和按的比例向反应容器内投料，相同时间内，产率随温度的变化如图所示。解释随温度升高，产率先增大后减小的原因 。 (6)其他条件相同时，某温度下，产率随值的变化如图所示。该温度是 ℃。值过高不利于提高产率的原因是 。 1．（2025·北京延庆·一模）过渡金属氧化物离子(以表示)在烃类的选择性氧化等方面应用广泛。与反应的过程如下图所示。下列说法不正确的是 A．反应速率：步骤Ⅰ步骤Ⅱ B．分子中，键角： C．若与反应，生成的氘代甲醇有3种 D．    2．（2025·北京延庆·一模）可采用Deacon催化氧化法将工业副产物制成，实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式：。下图所示为该法的一种催化机理。 下列说法不正确的是 A．X为反应物，Z为生成物 B．反应制得，理论上放出的热量 C．降低反应温度，被氧化制的反应平衡常数增大，正反应速率减慢 D．图中转化涉及的反应中有两个非氧化还原反应 3．（2025·北京·模拟预测）近年我国在科技领域不断取得新成就，对相关成就所涉及的化学知识理解正确的是 A．以硅树脂为基体的自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟，硅树脂是一种高分子材料 B．“天宫”空间站配置砷化镓光电池，砷化镓电池可将化学能转化为电能 C．聚酯纤维涤纶做成的织物在航空领域得到广泛应用，涤纶通常通过加聚反应制得 D．我国科学家实现了从二氧化碳到淀粉的人工全合成，其中直链淀粉含量高的食物口感较黏 4．（2024·北京西城·二模）二氧化碳与氢气催化合成乙烯具有重要的意义。将和按物质的量之比加入的密闭容器中，压强为，反应达到平衡状态时，各组分的物质的量分数x随温度T的变化如下图所示。 已知：                                                      下列说法不正确的是 A．与合成反应的热化学方程式： B．图中分别表示的变化曲线 C．反应达到平衡状态时，点显示的可能是的物质的量分数 D．与合成反应的 5．（2023·北京东城·一模）CH4/CO2催化重整的反应为 ① 其中，积炭是导致催化剂失活的主要原因。产生积炭的反应有： ② ③ 科研人员研究压强对催化剂活性的影响：在1073K时，将恒定组成的CO2、CH4混合气体，以恒定流速通过反应器，测得数据如下。 注:Ra是以CH的转化率表示的催化剂活性保留分率，即反应进行到某一时刻的催化剂活性与反应初始催化剂活性之比 下列分析不正确的是 A．∆H1= +247.1kJ·mol B．保持其他条件不变，适当增大投料时，可减缓Ra的衰减 C．研究表明“通入适量O2有利于重整反应”，因为O2能与C反应并放出热量 D．压强越大，Ra降低越快，其主要原因是反应①平衡逆向移动 6．（2025·北京·模拟预测）挑战：“绿氢”的存储、输送成本和安全 解决方案I：利用可再生资源生产绿氢和温室气体CO2生产甲醇是碳资源高效循环利用的有效途径。 CO2加氢气制甲醇体系中，若不考虑生成烷烃和多碳醇等副反应，主要反应为： I：   Ⅱ：   Ⅲ：   (1)计算反应I的焓变 。 (2)以250℃、5MPa、n(H2)/n(CO2)=3的平衡为基础，探讨温度，压强和原料气组成对平衡的影响，以下说法错误的是___________。 A．随着温度升高，甲醇的百分含量将降低 B．随着压强增大，甲醇的产率将增大 C．随着n(H2)/n(CO2)的增加，CO的转化率将下降 D．若在原料气里加入CO，则CO2转化率将增大 (3)若只关注反应I，氢气和甲醇的燃烧热分别为285kJ/mol和726kJ/mol，则绿氢生产绿甲醇的理论能量转化效率为 。(保留一位小数) 解决方案Ⅱ：合成“绿氨”运输到使用地分解制氢 “绿氢”合成氨技术成熟，加压10bar，25℃就可以液化，液体的存储和输运成本低，现有设备无需改造。“绿氨”具有零碳排放的特点，且其储氢质量能量密度可高达17.6wt。%，故而被视为是种非常具有竞争力且前景广阔的储氢载体。 Ru基催化剂的物理化学性质(部分单位省略) 样品名称 Ru含量(理论值)(wt。%) Ru含量(wt。%) Ru分散度(%) H2消耗量 Ru/Al2O3 1.00 1.09 1.01 0.201 RuLa/Al2O3 1.00 1.04 0.11 0.247 RuCs/Al2O3 1.00 0.97 1.91 0.193 RuLaCs/Al2O3 1.00 0.99 3.01 0.595 (4)加入Cs元素的作用是 。 (5)在400~500℃范围内，Ru基氨分解催化剂性能最佳的是 。 (6)合成氨反应是工业上至关重要的反应，与其有关的研究曾三获诺贝尔奖，有人提出另一种制备氨的路线：    ，已知ΔG=ΔH-TΔS，当ΔG<0时，反应正向自发；当ΔG>0时，反应逆向自发。计算并说明该反应是否适合工业生产 。 7．（2024·北京·模拟预测）肼()有较强的还原性，与等可组成火箭推进剂。 (1)已知：Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 火箭发射时与反应生成和，该反应的热化学方程式是 。 (2)肼的传统生产工艺为法，两步反应分别在不同容器的水溶液环境中进行： ⅰ．(快) ⅱ．(慢) 已知电负性，下列说法正确的是 (填序号)。 a．反应ⅰ中做氧化剂 b．适当提高反应ⅰ温度，可显著提高相同时间内的产量 c．采用压强可以增大的溶解度，提高反应ⅱ中的利用率 (3)采用法制得肼后，可采用分步蒸馏的方法将其从反应混合液中分离出来。 ①水合肼(，常温为液态)中与间存在氢键，在下图中用“…”表示出这种作用力 。 ②蒸馏过程中首先馏出的物质是 (填序号)。 a．    b．    c． (4)产品中肼含量的测定方法如下。 取产品加水稀释，滴入2滴淀粉溶液，用溶液滴定3次，平均每次消耗溶液，已知：。 ①样品中肼(以计)的质量分数为 。 ②若滴定过程中操作过于缓慢，则测定结果 (填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。 (5)肼除做火箭推进剂外还可用于燃料电池中。某种碱性肼-空气燃料电池(电解质为溶液)具有高效、无污染的特点，装置如下图所示： ①负极的电极反应式是 。 ②电池工作一段时间后正极区溶液基本保持不变，结合电极反应式解释原因： 。 1．（2025·天津·高考真题）下图是简易量热计装置示意图，下列反应的反应热不适宜用该装置测定的是 A．BaO和足量的水 B．Al和足量的NaOH溶液 C．ZnO和足量的稀硫酸 D．KOH溶液和足量的稀盐酸 2．（2025·福建·高考真题）在25℃、光照条件下，产生氯自由基，引发丙烷一氯代反应： i． ii． 反应体系中产物n(2-氯丙烷)：n(1-氯丙烷)。下列说法错误的是 A．活化能：反应i<反应ii B．丙烷中的键能：的的 C．当丙烷消耗2 mol时上述反应体系的焓变为 D．相同条件下正丁烷与发生一氯代反应，产物n(2-氯丁烷)：n(1-氯丁烷) 3．（2025·广西·高考真题）某种氨基喹啉衍生物合成反应的可能历程如图，表示活化能。下列说法错误的是 A．是反应的催化剂 B．步骤①发生了键断裂 C．反应速率：历程历程I D．反应热：历程历程I 4．（2025·重庆·高考真题）肼（）与氧化剂剧烈反应，释放大量的热量，可作火箭燃料。已知下列反应： ①   ②   ③   则反应的为 A． B． C． D． 5．（2025·湖北·高考真题）如图所示的物质转化关系中，固体A与固体B研细后混合，常温下搅拌产生气体C和固体D，温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。G是一种强酸。H是白色固体，常用作钡餐。下列叙述错误的是 A．在C的水溶液中加入少量固体A，溶液升高 B．D为可溶于水的有毒物质 C．F溶于雨水可形成酸雨 D．常温下可用铁制容器来盛装G的浓溶液 6．（2023北京·高考真题）一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下，其中代表或中的一种。下列说法正确的是    A．a、c分别是 B．既可以是，也可以是 C．已知为副产物，则通入水蒸气可减少的产生 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 7．（2025北京·高考真题）依据下列事实进行的推测正确的是 事实 推测 A 固体与浓硫酸反应可制备气体 固体与浓硫酸反应可制备HI气体 B 难溶于盐酸，可作“钡餐”使用 可代替作“钡餐” C 盐酸和溶液反应是吸热反应 盐酸和溶液反应是吸热反应 D 的沸点高于 的沸点高于 A．A B．B C．C D．D 8．（2022北京·高考真题）失水后可转为，与可联合制备铁粉精和。 I.结构如图所示。 (1)价层电子排布式为 。 (2)比较和分子中的键角大小并给出相应解释： 。 (3)与和的作用分别为 。 II．晶胞为立方体，边长为，如图所示。 (4)①与紧邻的阴离子个数为 。 ②晶胞的密度为 。 (5)以为燃料，配合可以制备铁粉精和。结合图示解释可充分实现能源和资源有效利用的原因为 。 9．（2023北京·高考真题）尿素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，用氰酸银与在一定条件下反应制得，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，工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步： ⅰ．和生成； ⅱ．分解生成尿素。    结合反应过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． (3)近年研究发现，电催化和含氮物质(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。向一定浓度的溶液通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示。    ①电极是电解池的 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：溶液中不能直接用溶液准确滴定。    ①消化液中的含氮粒子是 。 ②步骤ⅳ中标准溶液的浓度和消耗的体积分别为和，计算样品含氮量还需要的实验数据有 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 化学反应中的能量变化 目录 第一部分 风向速递 洞察考向，感知前沿 第二部分 分层突破 固本培优，精准提分 A组·保分基础练 题型01 化学反应中能量变化的原因 题型02能量的相互转化 题型03反应热的内能变化与焓变 题型04热化学反应方程式的书写与正误判断 题型05盖斯定律的应用 B组·抢分能力练 第三部分 真题验证 对标高考，感悟考法 1．（25-26高三上·北京顺义·月考）Ⅰ.水煤气变换反应  是重要的化工反应，该反应常在膜反应器中进行，其工作原理如图1所示。 (1)利用平衡移动原理解释反应器存在膜时具有更高转化率的原因 。 (2)某温度下，在膜表面上的解离过程存在如下平衡：，其正反应的活化能远小于逆反应的活化能。下列说法正确的是 。 A．原子在膜表面上结合为的过程为放热反应 B．Pd膜对气体分子的透过具有选择性 C．加快Pd膜内H原子迁移有利于的解离 (3)同温同压下，等物质的量的CO和入无膜反应器，的平衡转化率为75%；若换成膜反应器，的平衡转化率为90%，则相同时间内出口和出口b中的质量比为 。 Ⅱ.该反应也可采用电化学方法实现，反应装置如图2所示，和分别在两极产生。 (4)固体电解质采用 （填“氧离子导体”或“质子导体”）。 (5)阴极的电极反应式为 。 Ⅲ.工业上还可以利用水煤气变换反应的产物合成，涉及的主要反应如下： ①   ②   的平衡转化率、的选择性随温度、压强变化如下： 已知： (6)初始、，若平衡后、，且只发生①、②，则的转化率为 。（保留小数点后一位即可） (7)400℃左右，代表的两条曲线几乎相交于一点的原因是 。 【答案】(1)Pd膜能选择性分离出H2，使平衡正向移动，平衡转化率增大 (2)BC (3)1:8 (4)质子导体 (5)2H++2e-＝H2↑ (6)16.7% (7)的选择性几乎为0，体系发生的反应主要是反应② 【详解】（1）反应器存在膜时具有更高转化率的原因是：Pd膜能选择性分离出H2，使平衡正向移动，平衡转化率增大。 （2）A．的正反应的活化能远小于逆反应的活化能，为放热过程，H原子在Pd膜表面上结合为H2的过程为吸热反应，A错误； B．Pd膜只允许H2通过，不允许CO2通过，对气体分子的透过具有选择性，B正确； C．加快Pd膜内H原子迁移，平衡正向移动，有利于H2的解离，C正确； 故选BC。 （3）根据反应，设通入的CO为1mol，无膜情况下一氧化碳的平衡转化率为75%，则平衡时CO、H2O(g)、CO2、H2的平衡物质的量分别为0.25mol、0.25mol、0.75mol、0.75mol，可计算出此温度下平衡常数K==9；有膜情况下一氧化碳的平衡转化率为90%，则平衡时CO、H2O(g)、CO2、H2的平衡物质的量分别为0.1mol、0.1mol、0.9mol、0.9mol(a口和b口的总量，其中只有a口的处于平衡体系)，设a口产生的H2的物质的量为xmol，则，解得x=0.1，则出口a产生的H2为0.1mol，出口b的H2为0.9mol-0.1mol=0.8mol，质量比为1:8。 （4）电解时，一氧化碳和水均从阳极口进入，阳极一氧化碳转化为二氧化碳，则氢气要在阴极产生，故阳极产生二氧化碳的同时产生氢离子，氢离子通过固体电解质进入阴极附近，然后得电子产生氢气，故固体电解质应采用质子导体。 （5）电解时，H+在阴极得到电子发生还原反应生成H2，电极反应式为：2H++2e-＝H2↑。 （6）初始 ，，平衡后 ，，，n (转化为的CO2)=，列化学平衡三段式， ，氢气转化率为 ,。 （7）400℃左右，代表的两条曲线几乎相交于一点的原因是：的选择性几乎为0，体系发生的反应主要是反应②。 2．（25-26高三上·北京·月考）正丁烯（）是重要的化工原料，可由正丁烷（）催化脱氢制备，反应如下： 已知：i．该工艺过程的副产物有炭（C），生成的积炭会附着在催化剂表面，影响催化效果。 ii．温度过高会引发正丁烷裂解生成低碳烃类的副反应。 iii． (1)用、、表示正丁烷催化脱氢反应的反应热 。 (2)寻找高效的催化剂是脱氢反应重要的研究课题之一。 ①催化剂使用一段时间后活性会下降，通入适量氢气可使其改善，氢气的作用是 。 ②其他条件相同时，以为载体与不同质量百分比的组合，催化效果相关数据如下表。 实验组 催化剂组成 正丁烷转化率/% 正丁烯收率/% 1 无催化剂 5 0.35 2 5 0.35 3 25.5 18.3 4 27.5 20.65 5 24 17.87 下列说法正确的是 （填序号）。 a．对脱氢反应无催化作用 b．提高了正丁烯的选择性 c．的含量对正丁烷脱氢反应的焓变无影响 (3)其他条件相同，时测得正丁烷转化率、正丁烯收率随温度的变化如图1。[收率=(生成某产物的原料量/投入的原料量)×100%] ①实际生产温度选择，由图1说明其理由是 。 ②时，向体积为的密闭容器中充入正丁烷气体，据图1计算内生成正丁烯的平均反应速率为 。 (4)其他条件相同，时正丁烷转化率、正丁烯收率随进料气中的变化如图2，均呈现先升后降的趋势。正丁烷转化率呈现该变化趋势的原因是 。 【答案】(1) (2)可以除去积炭，提高催化剂活性 abc (3)图1中时正丁烯收率最高，副产物收率较低 0.02 (4)比值较小时，可除去催化剂表面的积炭，改善催化剂活性，使正丁烷转化率升高；比值较大时，含量过高，导致主反应平衡逆向移动，使正丁烷转化率减小 【详解】（1）根据盖斯定律，将已知反应依次标记为：反应①为；反应②为；反应③为。目标反应可由反应②-反应①-反应③得到，因此。 （2）①该工艺过程的副产物有炭（C），生成的积炭会附着在催化剂表面，影响催化效果，催化剂在使用一段时间后活性会下降，可以除去积炭，提高催化剂活性，所以通入适量氢气可使其改善； ②a．从实验1、2数据分析，脱氢反应中不起催化作用，a正确； b．含的实验组正丁烯收率显著提高，说明提高了正丁烯的选择性，b正确； c．催化剂不影响平衡，所以的含量对正丁烷脱氢反应的焓变无影响，c正确； 故答案选abc。 （3）①从图1分析，时正丁烯收率最高，副产物收率较低，所以实际生产温度选择； ②时，向体积为的密闭容器中充入正丁烷气体，据图1中内正丁烯的收率为20%，所以生成的正丁烯的物质的量为，生成正丁烯的平均反应速率为。 （4）正丁烷脱氢反应是可逆反应：+，比值较小时，可除去催化剂表面的积炭，改善催化剂活性，使正丁烷转化率升高；比值较大时，含量过高，导致主反应平衡逆向移动，使正丁烷转化率减小，所以正丁烷转化率呈现先升后降的趋势。 3．（25-26高三上·北京·月考）以CO和为原料合成甲醇是工业上的成熟方法，直接以为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用人工合成淀粉时，第一步就需要将转化为甲醇。 已知：①   下列说法不正确的是 A．若温度不变，①中生成时，放出的热量大于90.5 kJ B．与合成甲醇过程中，碳原子从sp杂化变为杂化 C．通过电解制和选用高效催化剂，可降低与合成甲醇反应的焓变 D．以和为原料合成甲醇，同时生成，该反应需要吸收能量 【答案】C 【详解】A．1mol能量高于 1mol，反应物的总能量相同，根据能量守恒定律，若温度不变，反应①中生成1mol时，放出的热量大于90.5kJ，A正确； B．中C的价层电子对数为：，C的杂化方式为sp杂化，中C的价层电子对数为4，C的杂化方式为杂化，B正确； C．催化剂可降低与合成甲醇反应的活化能，但不改变反应的焓变，C错误； D．甲醇在氧气中燃烧生成CO2和H2O的反应为放热反应，则以和为原料合成甲醇并生成的反应为吸热反应，因此该反应需要吸收能量，D正确； 故选C。 01化学反应中能量变化的原因 1．（2024·北京东城·二模）科学家提出一种大气中在和作用下转变为的机理（图1），其能量变化如图2所示。 已知：的结构式为 下列说法不正确的是 A．①中涉及键的断裂与生成 B．②③均发生了氧化还原反应 C．由图2可知，该过程的决速步是① D．总反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为 【答案】B 【详解】A．①中与硫原子相连的O-H键断裂，生成HNO2涉及键的生成，A正确； B．②中反应S元素由+5价变为+6价，N元素由+4价变为+3价，发生了氧化还原反应，③中反应无元素化合价发生变化，没有发生氧化还原反应，B错误； C．由图2可知，步骤①正反应的活化能最大，反应速率最慢，则该过程的决速步是①，C正确； D．在和作用下转变为，硫元素化合价升高了2，是还原剂，被还原为HNO2，氮元素化合价降低了1，是氧化剂，由得失电子守恒可得关系式2~，总反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为，D正确； 故选B。 2．（2023·北京西城·三模）某科研人员提出与在羟基磷灰石()表面催化氧化生成、的历程，该历程示意图如下(图中只画出了HAP的部分结构)。    下列说法不正确的是 A．在反应过程中，有键发生断裂 B．若用标记HAP中氧原子，则反应后仍在HAP中 C．该反应可表示为： D．HAP能提高与的反应速率 【答案】B 【详解】A．结构式为  ，分子中含有C-H键，反应生成二氧化碳和水，所以在反应过程中有键发生断裂，故A正确； B．根据过渡态示意图，HAP中氧原子与甲醛中的H相连，所以若用标记HAP中氧原子，则反应后存在H2O中，故B错误； C．与在羟基磷灰石()表面催化氧化生成、，HAP是催化剂，该反应可表示为：，故C正确； D．HAP在反应前后没有变化，HAP是催化剂，所以能提高与的反应速率，故D正确；选B。 3．（2023·北京海淀·三模）汽车尾气中CO与NO转化的三段反应历程及各物质的相对能量如图所示，其中TS代表过渡态，IM表示反应过程中的复杂中间产物，每段历程的反应物相对总能量定义为0.下列说法不正确的是    A．反应①决定尾气转化的快慢 B．反应①为吸热反应，反应②、③为放热反应 C．由上图可判断过渡态的相对能量：TS1>TS3>TS2 D．采用对反应③选择性高的催化剂可以避免尾气中出现 【答案】D 【详解】A．由图可知，反应①的活化能最高，为298.4-42.6=255.8，反应②、③的活化能分别为108.4、226.1，活化能越高反应速率越慢，慢反应决定整个反应的速率，故反应①决定尾气转化的快慢，A正确； B．由图可知，反应①为吸热反应，反应②、③为放热反应，B正确； C．图中可知三个过渡态的能量分别为298.4、130.0、248.3，故过渡态的相对能量：TS1>TS3>TS2，C正确； D．采用对反应③选择性高的催化剂不代表反应②的产物会完全消耗，无法避免尾气中不出现，D错误； 故选D。 4．（2023·北京门头沟·一模）2022年诺贝尔化学奖授予了对点击化学和生物正交化学做出贡献的科学家。点击化学的代表反应为铜([Cu])催化的叠氮−炔基Husigen成环反应，其原理如下图。 下列说法不正确的是 A．上述循环中H+ 是中间产物之一 B．上述循环过程中只有极性键的断裂和形成 C．Cu能降低反应的活化能，但不改变总反应的焓变 D．中间产物中N采取sp2、杂化 【答案】B 【详解】A．根据图中右上角得到上述循环中H+ 是中间产物之一，故A正确； B．上述循环过程中有极性键的断裂和形成，在右下角也有非极性键的断裂，故B错误； C．Cu能降低反应的活化能，加快反应速率，但不改变总反应的焓变，故C正确； D．中间产物中左上角两个N采取sp2杂化、右上角的N采取杂化，故D正确。 综上所述，答案为B。 02能量的相互转化 5．（2025·北京门头沟·一模）下列说法不正确的是 A．利用盐析的方法可以将蛋白质从溶液中分离出来 B．葡萄糖发生水解反应生成和是放热反应 C．核苷酸在酶的作用下发生水解反应得到核苷和磷酸 D．植物油经催化加氢得到的硬化油不易被空气氧化变质 【答案】B 【详解】A．盐析通过加入盐类使蛋白质溶解度降低析出，从而实现分离，A正确； B．葡萄糖是单糖，无法水解，其生成CO2和H2O的过程为氧化分解，属放热反应，但题目中“水解”表述错误，B错误； C．核苷酸水解生成核苷和磷酸，C正确； D．植物油加氢后饱和程度提高，稳定性增强，不易氧化，D正确；故选B。 6．（2025·北京顺义·一模）中国空间站核心舱的主要能量来源是砷化镓（GaAs）太阳能电池，Ga与Al位于同主族。，下列说法不正确的是 A．砷化镓电池可将化学能转化为电能 B．As是一种非金属元素 C．电负性：，GaAs中As显负价 D．Ga的金属性比Al的强 【答案】A 【详解】A．砷化镓电池可将太阳能转化为电能，A错误； B．As(砷)是一种非金属元素，B正确； C．同周期从左到右电负性增大，所以电负性：，形成化合物时As吸引电子能力强，显负价，C正确； D．Ga与Al同主族，同主族元素从上到下金属性增强，所以Ga的金属性比Al的强，D正确；故选A。 7．（2025·北京朝阳·一模）将高炉煤气转化为价值更高的的方法不断发展。科研人员以为初始原料构建化学链，实现。下列说法不正确的是 A．X为初始原料 B．体现了氧化性和酸性氧化物的性质 C．图中涉及的氧化还原反应均为吸热反应 D．升高温度，的平衡常数增大 【答案】C 【详解】A．根据分析，初始原料X为，A正确； B．在整个转化过程中，既表现出氧化性，可氧化Fe生成Fe2O3，又体现了酸性氧化物的性质，可与碱性氧化物CaO反应生成盐，B正确； C．虽然的，说明此反应为吸热反应，但体系中还涉及的还原、Fe的氧化等过程，并非所有氧化还原反应均为吸热反应，C错误； D．根据反应可知，该反应为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，根据，得到平衡常数增大，D正确；故答案为：C。 8．（2024·北京大兴·三模）制备的方程式为，同时还有其他副反应发生。当反应体系的压强为时，分别改变进料比和反应温度，二者对产率影响如图所示。下列说法不正确的是 A．增加压强有利于提高的产率 B．制备的反应为放热反应 C．增加的用量，的产率一定会增加 D．温度为，平衡常数： 【答案】C 【详解】A．增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，即正向移动，有利于提高SiHCl3的产率，故A正确； B．由图可知温度越高SiHCl3产率减小，所以逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，故B正确； C．由图可知增加HCl的用量，SiHCl3的产率可能增加也可能减小，所以增加HCl的用量，SiHCl3的产率不一定会增加，故C错误； D．平衡常数是温度的函数，温度为450K，平衡常数：K（x）＝K（y）＝K（z），故D正确；故选C。 03 反应热的内能变化与焓变 9．（2022·北京顺义·二模）土壤中微生物将大气中的H2S氧化为SO的变化过程如下图所示。下列说法不正确的是 A．1 mol H2S(g)和1/2mol O2(g)的总能量高于1 mol S(g)和1 mol H2O(g)的总能量 B．H2S(g)+ 2O2(g)=SO (aq) +2H+(aq) △H=-806.39kJ/mol C．H2S和SO中S原子采用的杂化方式不同 D．1 mol H2S完全氧化为SO转移8mol电子 【答案】C 【详解】A．由题干图示信息可知，H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g) =-221.19kJ/mol，反应放热，则1 mol H2S(g)和1/2mol O2(g)的总能量高于1 mol S(g)和1 mol H2O(g)的总能量，A正确； B．由题干图示信息可知，反应I：H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g) =-221.19kJ/mol ，反应II：S(g)+H2O(g) +O2(g)= SO(aq) +2H+ (aq) =-585.20kJ/mol， 则反应I+II可得反应H2S(g)+ 2O2(g)=SO(aq) +2H+(aq)，根据盖斯定律可知△H=+=(-221.19kJ/mol)+( -585.20kJ/mol)=-806.39kJ/mol，B正确； C．H2S和SO中S原子原子周围的价层电子对数分别为：2+=4，4+=4，则均采用的sp3杂化，杂化方式相同，C错误； D．已知H2S中S为-2价，SO中S为+6价，则1 mol H2S完全氧化为SO转移8mol电子，D正确； 故答案为：C。 10．（2022·北京海淀·一模）合成氨原料气中的可通过水煤气变换反应除去。某合成氨原料气中、、、的体积分数分别为20%、50%、25%、5%。一定温度下按不同投料比通入水蒸气，平衡后混合气体中的体积分数如下表。 投料比 的体积分数/% 温度/℃ 200 1.70 0.21 0.02 250 2.73 0.30 0.06 300 6.00 0.84 0.43 350 7.85 1.52 0.80 下列说法不正确的是 A．从表中数据可知，水煤气变换反应的 B．温度相同时，投料比大，的转化率高 C．按=1通入水蒸气后，反应前在混合气体中的体积分数为20% D．根据=1时数据推算，300℃时水煤气变换反应的平衡常数K为46 【答案】D 【详解】A．由表中数据可知，当一定时，升高温度，平衡后混合气体中的体积分数增大，说明升高温度平衡逆向移动，则水煤气变换反应的，故A正确； B．由表中数据可知，温度一定时，反应物投料比越大，平衡时CO的体积分数越小，说明CO的转化率高，故B正确； C．原料气中、、、的体积分数分别为20%、50%、25%、5%，设反应前CO的物质的量为1mol，则为0.8mol，H2为2mol，为0.2mol，又因，则H2O(g)为1mol，总物质的量为5mol，所以CO的体积分数为，故C正确； D．设反应前CO的物质的量为1mol，则为0.8mol，H2为2mol，为0.2mol，H2O(g)为1mol，假设反应达到平衡时CO转化了x mol，则有三段式： 300℃时CO占6%，所以，解得，因此CO(g)、H2O(g)、CO2 (g)、H2(g)平衡时的物质的量分别为0.3、0.3、0.9、2.7，反应前后气体体积不变，则平衡常数为，故D错误；答案选D。 11．（2022·北京丰台·一模）依据图示关系，下列说法不正确的是 A． B．1 mol S(g)完全燃烧释放的能量小于2968 kJ C． D．16 g S(s)完全燃烧释放的能量为1484 kJ 【答案】B 【详解】A．硫固体转化为硫蒸气的过程为吸热过程，则焓变，故A正确； B．硫蒸气的能量高于硫固体，则1mol硫蒸气完全燃烧释放的能量大于2968 kJ，故B错误； C．由盖斯定律可知，焓变，则焓变，故C正确； D．由图可知，16g硫固体完全燃烧释放的能量为×2968kJ/mol=1484 kJ，故D正确；故选B。 12．（2025·北京丰台·二模）纳米零价铁可将废水中的对硝基苯酚(，简称PNP)还原成毒性更小的物质，同时自身被氧化成Fe2+。 已知：电负性  B 2.0  H 2.1 Ⅰ．利用硼氢化钠()还原制备纳米零价铁。 (1)中B的化合价为 。 (2)制备纳米零价铁的离子方程式为，其中氧化剂为 。 Ⅱ．利用纳米零价铁还原法去除PNP。 (3)相同时间内，废水中含有较高浓度的会降低PNP的去除率，结合离子方程式解释原因 。 (4)如果将纳米零价铁均匀分散在生物炭(主要成分为碳单质)上会明显加速PNP的还原，可能的原因是 。 (5)PNP被还原的反应过程及相对能量变化如图所示，TS表示过渡态。下列说法正确的是 。 a．整个反应中断键吸收的总能量大于成键放出的总能量 b．推测物质稳定性顺序为⑤>④>①>②>③ c．PNP被还原的反应过程存在极性键的断裂和形成 Ⅲ．采用电化学絮凝法去除PNP，装置示意图如下。 已知：电化学絮凝法是在合适的电流下电解产生氢氧化物胶体来去除水中污染物的技术手段。 (6)解释电化学絮凝法去除PNP的原理 。 【答案】(1)+3 (2)、 (3)，包裹在纳米零价铁表面，减小反应接触面积，降低去除速率 (4)纳米零价铁与生物炭之间形成微小原电池，加快反应速率；防止纳米零价铁团聚减小反应接触面积 (5)bc (6)阳极反应为，阴极反应为，和结合生成胶体吸附沉淀PNP 【详解】（1）根据各元素化合价代数和为0，NaBH4中Na元素的化合价为+1价，且H的电负性比B大，即H显负价，则H元素的化合价为-1价，故B的化合价为+3，故答案为：+3； （2）反应Fe2++2+6H2O=Fe+2H3BO3+7H2↑中Fe元素化合价降低被还原，H元素化合价从-1价升高到0价和从+1价降低到0价，氧化剂为Fe2+、H2O，故答案为：Fe2+、H2O； （3）会与Fe2+会发生双水解反应，反应方程式为Fe2++2=FeCO3↓+CO2↑+H2O，生成的FeCO3包裹在纳米零价铁表面，减小反应接触面积，降低去除速率，故答案为：Fe2++2=FeCO3↓+CO2↑+H2O，FeCO3包裹在纳米零价铁表面，减小反应接触面积，降低去除速率； （4）纳米零价铁与生物炭之间形成微小原电池，加快反应速率，还可以防止纳米零价铁团聚减小反应接触面积，故答案为：纳米零价铁与生物炭之间形成微小原电池，加快反应速率；防止纳米零价铁团聚减小反应接触面积； （5）a．整个反应是放热反应，故整个反应中断键吸收的总能量小于成键放出的总能量，a错误； b．能量越低越稳定，故物质稳定性顺序为⑤＞④＞①＞②＞③，b正确； c．PNP被还原的反应过程存在N－O键的断裂和N－H键的形成，PNP被还原的反应过程存在极性键的断裂和形成，c正确； 故答案为：bc； （6）阳极反应为Fe-2e-=Fe2+，阴极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，Fe2+和OH-结合生成Fe(OH)2胶体吸附沉淀PNP，故答案为：阳极反应为Fe-2e-=Fe2+，阴极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，Fe2+和OH-结合生成Fe(OH)2胶体吸附沉淀PNP。 04热化学反应方程式的书写与正误判断 13．（2021·北京海淀·二模）催化加氢制备是资源化利用的重要途径。已知下图所示的反应的能量变化。 下列说法不正确的是 A．由图1推知反应物断键吸收的能量小于生成物成键释放的能量 B．图2中，若生成的为液态，则能量变化曲线为① C． D．制备的反应使用催化剂时，其不变 【答案】B 【详解】A．由图可知反应是放热反应，生成物形成新键释放的能量大于反应物断裂旧键吸收的能量，故A正确； B．液态水能量比气态水能量低，若生成的为液态，比生成气态水放出的热量更多，应该在实线的下面，而不是在实线的上面，故B错误； C．由图1得①,由图2得②,得 ，，故C正确； D．催化剂只影响速率，不影响反应热，故D正确；故答案为：B 14．（2021·北京·模拟预测）N2可以与O2化合生成NO，是自然界固氮的重要方式之一、下图所示是以1mol N2和1mol O2，作为反应物的相应能量变化。判断下列说法不正确的是 A．上图所示的反应中转移电子的物质的量为4 mol B．完全断开1mol NO中的化学键需吸收1264kJ能量 C．该反应中产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量 D．NO分解的热化学方程式为2NO(g)=N2(g) +O2(g) △H=-180kJ·mol-1 【答案】B 【详解】A．1mol氮气和1mol氧气反应生成2mol NO，反应中转移电子的物质的量为4 mol，故A正确； B．根据图示，完全断开2mol NO中的化学键需吸收1264kJ能量，故B错误； C．根据图示，该反应断键吸收的能量是946+498=1444kJ，成键放出的能量是1264kJ，总反应吸热，所以产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量，故C正确； D．根据图示，N2(g) +O2(g)= 2NO(g) △H=946kJ·mol-1+498 kJ·mol-1－1264kJ·mol-1= +180kJ·mol-1，所以NO分解的热化学方程式为2NO(g)=N2(g) +O2(g)  △H= -180kJ·mol-1，故D正确； 选B。 15．（2021·北京·模拟预测）二氧化碳捕获技术可用于去除气流中的二氧化碳或者分离出二氧化碳作为气体产物，其中CO2催化合成甲酸是一种很有前景的方法，且生成的甲是重要化工原料，该反应在无催化剂及有催化剂时的能量变化如图所示。下列说法不正确的是 A．由图可知，过程I是有催化剂的能量变化曲线 B．CO2催化合成液态甲酸的热化学方程式为CO2(g) +H2(g)=HCOOH(l) △H=—31.2kJ/mol C．该反应的原子利用率为100%，符合绿色化学的理念 D．该反应可用于CO2的吸收和转化，有助于缓解温室效应 【答案】A 【详解】A．催化剂能降低反应的活化能，则过程Ⅱ是有催化剂的能量变化曲线，故A错误； B．由图可知，二氧化碳催化合成液态甲酸的反应为1mol二氧化碳和1mol氢气反应生成1mol液态甲酸放出31.2kJ热量，反应的热化学方程式为CO2(g) +H2(g)=HCOOH(l) △H=—31.2kJ/mol，故B正确； C．二氧化碳催化合成液态甲酸的反应为加成反应，加成反应的原子利用率为100%，符合绿色化学的理念，故C正确； D．二氧化碳催化合成液态甲酸的反应能够吸收和转化二氧化碳，减小二氧化碳的排放，有助于缓解温室效应，故D正确； 故选A。 16．下列热化学方程式或离子方程式中，正确的是 A．甲烷的标准燃烧热为则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为： B．、30MPa下，将和置于密闭的容器中充分反应生成，放热，其热化学方程式为： C．用氢氧化钠溶液除去铝表面的氧化膜： D．用稀氢氧化钠溶液吸收二氧化氮： 【答案】C 【详解】A、燃烧热是生成稳定的氧化物，水为液态水，而不是气态水，故应为，故A错误； B、和置于密闭容器中充分反应生成，放热，生成的氨气的物质的量小于1mol，所以反应放出的热量大于，故B错误； C、用氢氧化钠溶液除去铝表面的氧化膜的离子反应为，故C正确； D、用稀氢氧化钠溶液吸收二氧化氮生成硝酸钠和亚硝酸钠，反应的离子方程式为，故D错误；故选C。 05盖斯定律的应用 17．（2025·北京·模拟预测）氢气和核能是可以开发利用的新能源。 (1)氢气是未来最具有前途的能源之一。氢气能将二氧化碳转化为CH3OH等液体燃料。以H2、CO2为原料制CH3OH涉及的主要反应如下： ⅰ．H2(g) + CO2(g) CO(g) + H2O(g)  ∆H1 =﹢41 kJ·mol-1    ⅱ．CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)  ∆H2=﹣90 kJ·mol-1    ①CO2分子中含有 键（填“极性”或“非极性”）。 ②H2(g) 、CO2(g)转化为CH3OH(g)、H2O(g)的热化学方程式为 。 (2)开发利用核能可以减少对化石能源的依赖。UO2是一种常用的核燃料，该核燃料的一种制备流程如下： 铀矿UO2SO4U(SO4)2UF4UF6UO2 I中，将含有硫酸的UO2SO4溶液通入电解槽，如图所示。 ①A电极是 （填“阴极”或“阳极”），其电极反应式是 。 ②B电极的电极反应式 。 ③U4+有较强的还原性。用质子交换膜隔开两极区溶液可以 ，从而提高U4+的产率。 【答案】(1)极性 3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ∆H=－49kJ·mol-1 (2)阴极 UO+4H++2e-=U4++2H2O 可以防止U4+移动到阳极附近被氧化 【详解】（1）①CO2的结构简式为O=C=O，CO2分子中含有含有极性共价键； ②ⅰ．H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H1=+41 kJ·mol-1；ⅱ．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ∆H2=-90 kJ·mol-1；H2、CO2反应生成甲醇的反应是3H2＋CO2=CH3OH＋H2O(g)，根据盖斯定律，由i＋ii得出∆H=∆H1＋∆H2=－49 kJ·mol－1，即热化学反应方程式为3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H=－49 kJ·mol-1； （2）①电解池中阳离子流向阴极，根据氢离子的流向可知A电极为阴极；UO得电子被还原为U4+，同时生成水，电极反应式为UO+4H++2e-=U4++2H2O； ②电解过程B电极即阳极水电离出的氢氧根放电生成氧气，B电极的电极反应式； ③电解过程B电极即阳极水电离出的氢氧根放电生成氧气，而U4+有较强还原性，用质子交换膜隔开两极区溶液,可以防止U4+移动到阳极附近被氧气氧化，或者防止U4+移动到阳极失去电子被氧化，从而提高U4+的产率。 18．（2025·北京·三模）处理H2S有多种方法。 (1)碱法脱硫——用K2CO3溶液吸收H2S。 已知：氢硫酸和碳酸的电离常数如下表。 H2S H2CO3 ①用化学用语表示K2CO3溶液显碱性的原因： 。 ②用过量的K2CO3溶液吸收H2S的离子方程式是 。 (2)热分解法——加热使H2S发生分解反应 已知下列反应的热化学方程式： i．   ii．   iii．   ①写出H2S分解生成S2(g)的热化学方程式 。 ②在恒温恒压的条件下，分别以n(H2S)：n(Ar)为4：1、1：1、1：4的H2S-Ar混合气进行实验。随n(H2S)：n(Ar)减小，H2S平衡转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是 。 (3)间接电解法脱硫 间接电解法脱硫过程的示意图如下。 ①溶液X的主要溶质是 。 ②简述在电解反应器中FeCl3溶液再生的原理： 。 ③不考虑其他副反应，理论上5 mol H2S反应能生成 g H2。 【答案】(1)+H2O+OH- +H2S=+HS- (2)2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)，△H =-170 kJ/mol 增大 在恒温恒压的条件下，n(H2S)：n(Ar)减小，减小原反应体系的压强，化学平衡正向移动，H2S平衡转化率增大 (3)FeCl2、HCl 在电解反应器中，控制合适电压使Fe2+在阳极失电子，转化为Fe3+，然后以FeCl3溶液形式再进入吸收反应器中，达到再生目的 10 【详解】（1）①K2CO3是强碱弱酸盐，在溶液中盐电离产生的发生水解反应使溶液呈碱性，用离子方程式表示为：+H2O+OH-； ②由表可知弱酸的电离平衡常数：Ka1(H2CO3)＞Ka1(H2S)＞Ka2(H2CO3)＞Ka2(H2S)，弱酸的电离平衡常数越大，相应的弱酸的酸性就越强。强酸能够与弱酸盐反应制取弱酸，因此用过量的K2CO3溶液吸收H2S，二者反应只能生成HS-和，该反应的离子方程式是+H2S=+HS-； （2）①根据盖斯定律，×(反应ⅰ+反应ⅱ)-反应ⅲ，可得2H2S(g)=S2(g)＋2H2(g)，△H =× (-1036+94)kJ/mol-(-484)kJ/mol=-170 kJ/mol；则该反应的热化学方程式为2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)，△H =-170 kJ/mol； ②H2S分解生成S2(g)的反应是气体分子数增加的反应，减小压强化学平衡正向移动，导致H2S的平衡转化率增大。在恒温恒压的条件下，n(H2S)：n(Ar)减小，相当于增大体系容积，减小原反应体系的压强，减小压强，化学平衡正向移动，有利于H2S平衡转化率的增大，因此n(H2S)：n(Ar)减小，H2S平衡转化率增大，原因是：在恒温恒压的条件下，n(H2S)：n(Ar)减小，减小原反应体系的压强，化学平衡正向移动，H2S平衡转化率增大； （3）①根据图示脱硫过程，发生的反应为：H2S+2FeCl3=S↓+2FeCl2+2HCl，故溶液X的主要溶质为FeCl2、HCl； ②在电解反应器中，控制合适电压使Fe2+在阳极失电子，转化为Fe3+，然后以FeCl3溶液形式再进入吸收反应器中，达到再生目的； ③5 mol H2S转化为S，转移10 mol e-，根据反应过程中电子守恒规律，可生成H2的物质的量为 5 mol，其质量为m(H2)=5 mol×2 g/mol=10 g。 19．（2025·北京西城·三模）油气开采、石油化工等行业废气普遍含有硫化氢，需要回收处理并加以利用。 (1)回收单质硫。催化空气氧化法制取单质硫的过程如图所示。写出总反应的化学方程式 。 (2)和重整制氢，此过程涉及的主要反应有： i． ii． 恒压条件下，将和按物质的量比为进行投料，并用稀释，不同温度下反应相同时间后，测得和体积分数如下图。 ①与重整制氢反应的热化学反应方程式是 。 ②其他条件不变时，加入稀释，可以提高的转化率，原因是 。 ③下列说法正确的是 (填序号)。 a．其他条件不变时，温度越高，的转化率越高 b．结合上图数据分析，反应ii为与重整反应的决速步 c．在范围内，随温度升高，的体积分数增大 (3)电化学循环法：采用溶液吸收处理，并通过电解池实现“吸收液”再生，同时制取氢气，其原理如图所示。 ①写出反应器内发生反应的离子方程式 。 ②结合电极反应式说明“吸收液”在电解池中是如何再生的 。 【答案】(1) (2) 恒压条件下，加入稀释，容器体积增大，反应体系分压减小，反应向着正反应方向移动，的转化率增大 ac (3) 含和的溶液进入电解池的阳极区，发生，通过质子交换膜转移到阴极，阳极区得到的溶液，吸收液得以再生 【详解】（1）由图知，催化空气氧化法制取单质硫的过程中，、可以循环转化，反应的实质是H2S被O2氧化为S，根据得失电子守恒、原子守恒，可得到总反应的化学方程式：。 （2）①将反应i和反应ii的热化学方程式相加可得到与重整制氢反应的热化学反应方程式：。 ②加入可提高的转化率的原因：恒压条件下，加入稀释，容器体积增大，反应体系分压减小，反应向着正反应方向移动，则的转化率增大。 ③a．与重整制氢的总反应为吸热反应，其他条件不变时，温度升高可使反应平衡正向移动，的转化率提高，a正确； b．图中温度在之前，体积分数一直为0，之前体积分数随温度升高增大也不明显，说明反应ii需在较高温度下反应，阶段，体积分数增加了1.4%，氢气的体积分数只增加了3.0%，结合两个反应方程式知，反应i的速率慢，则反应i为总反应的决速步，b错误； c．反应I的，在范围内，升高温度，平衡正向移动，的体积分数增大，c正确； 故选ac。 （3）①由图知，溶液在反应器内将氧化为S2沉淀，自身被还原为，根据电子得失守恒、原子守恒，发生反应的离子方程式：。 ②由图知，含和的溶液进入电解池的阳极区，发生氧化反应：，为平衡阳极区电荷，通过质子交换膜转移到阴极，阳极区得到的溶液，吸收液得以再生。 20．（2025·北京昌平·二模）固体硫化物电池在回收过程中产生大量气体，以下是几种工业处理的方式。 资料：是硫单质的一种形式，化学性质与S相似。 Ⅰ．甲烷硫化氢转化法：　ΔH (1)已知： ①　 ②　 可求出ΔH= 。 (2)从能量角度说明该反应用于工业生产的弊端 。 Ⅱ．电化学循环法：采用溶液吸收处理，并通过电解池实现“吸收液”的再生，同时制取氢气，其原理如图所示。 (3)写出反应器内发生反应的离子方程式 。 (4)结合电极反应式说明“吸收液”在电解池中是如何再生的 。 Ⅲ．克劳斯法：　△H<0。 (5)一定条件下，将和按的比例向反应容器内投料，相同时间内，产率随温度的变化如图所示。解释随温度升高，产率先增大后减小的原因 。 (6)其他条件相同时，某温度下，产率随值的变化如图所示。该温度是 ℃。值过高不利于提高产率的原因是 。 【答案】(1)＋234 (2)反应需吸收大量热，不易自发 (3) (4)反应器中产生的和HCl溶液进入电解池的阳极区，阳极式：，阳极区得到溶液，吸收液得以再生 (5)低于200℃时，升高温度，反应速率增大，因此相同时间内的产率增大；高于200℃时，若该时间内反应达到平衡，由于该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，的产率减小，若该时间内反应未达平衡，可能由于催化剂失活，造成反应速率下降，的产率减小。 (6) 200℃ 当>0.5时，过量，生成的继续被氧化成，导致产率减小 【详解】（1）观察知，反应可由反应①+反应②得到，根据盖斯定律，==+234。 （2）从能量角度来看，该反应属于吸热反应，反应过程中需吸收大量热，不易自发，这是该反应用于工业生产的弊端。 （3）结合原理图可知，和发生氧化还原反应生成S2沉淀，被还原为，根据化合价升降守恒、电荷守恒、原子守恒可确定反应器内发生反应的离子方程式：。 （4）图中，反应器中产生的和HCl溶液进入电解池的阳极区，阳极式：，阳极区得到溶液，吸收液得以再生，通过质子交换膜转移到阴极区，在阴极被还原为氢气，阴极式：。 （5）随温度升高，产率先增大后减小的原因：低于200℃时，升高温度，反应速率增大，因此相同时间内的产率增大；高于200℃时，若该时间内反应达到平衡，由于该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，的产率减小，若该时间内反应未达平衡，可能由于催化剂失活，造成反应速率下降，的产率减小。 （6）结合上一问可知，当按照投料，温度为200℃时对应的产率最大。值过高不利于提高产率的原因：>0.5时，过量，生成的继续被氧化成，导致产率减小。 1．（2025·北京延庆·一模）过渡金属氧化物离子(以表示)在烃类的选择性氧化等方面应用广泛。与反应的过程如下图所示。下列说法不正确的是 A．反应速率：步骤Ⅰ步骤Ⅱ B．分子中，键角： C．若与反应，生成的氘代甲醇有3种 D．    【答案】C 【详解】A．步骤Ⅰ的活化能大于步骤Ⅱ，反应速率步骤Ⅰ更小，A正确； B．分子中C原子和O原子均为sp3杂化，C原子没有孤电子对，O原子上有两对孤对电子，排斥力较大，键角，B正确； C．根据反应机理可知，若MO+与CH2D2反应，生成的氘代甲醇可能为CH2DOD或CHD2OH，共两种，C错误； D．根据反应历程能量变化图所示，总反应的反应热==E1-E2+E3-E4，D正确； 故选C； 2．（2025·北京延庆·一模）可采用Deacon催化氧化法将工业副产物制成，实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式：。下图所示为该法的一种催化机理。 下列说法不正确的是 A．X为反应物，Z为生成物 B．反应制得，理论上放出的热量 C．降低反应温度，被氧化制的反应平衡常数增大，正反应速率减慢 D．图中转化涉及的反应中有两个非氧化还原反应 【答案】D 【详解】A．据分析，X为反应物，Z为生成物，故A正确； B．根据盖斯定律，生成放出的热量，则生成放出的热量，故B正确； C．正反应为放热反应，降低反应温度，反应正向进行，被氧化制的反应平衡常数增大，温度降低正、逆反应速率均减慢，故C正确； D． 据分析，基元反应中、、为非氧化还原反应，、为氧化还原反应，故D错误； 故答案为D。 3．（2025·北京·模拟预测）近年我国在科技领域不断取得新成就，对相关成就所涉及的化学知识理解正确的是 A．以硅树脂为基体的自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟，硅树脂是一种高分子材料 B．“天宫”空间站配置砷化镓光电池，砷化镓电池可将化学能转化为电能 C．聚酯纤维涤纶做成的织物在航空领域得到广泛应用，涤纶通常通过加聚反应制得 D．我国科学家实现了从二氧化碳到淀粉的人工全合成，其中直链淀粉含量高的食物口感较黏 【答案】A 【详解】A．硅树脂是具有高度交联网状结构的热固性聚硅氧烷，属于高分子材料，A正确； B．砷化镓光电池是将太阳能(光能)转化为电能，而不是化学能转化为电能，B错误； C．涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯，是通过缩聚反应制得的，而不是加聚反应，C错误； D．直链淀粉含量高的食物，口感较硬，支链淀粉含量高的食物口感较黏，D错误； 故答案选A。 4．（2024·北京西城·二模）二氧化碳与氢气催化合成乙烯具有重要的意义。将和按物质的量之比加入的密闭容器中，压强为，反应达到平衡状态时，各组分的物质的量分数x随温度T的变化如下图所示。 已知：                                                      下列说法不正确的是 A．与合成反应的热化学方程式： B．图中分别表示的变化曲线 C．反应达到平衡状态时，点显示的可能是的物质的量分数 D．与合成反应的 【答案】D 【详解】A．已知：① ；② ；③ ；由盖斯定律可知，①×6-②-4×③可得 ，A正确； B．由分析可知，图中b、d分别表示、的变化曲线，B正确； C． 曲线d表示的物质的量分数随温度变化，是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，的物质的量分数增大，则570K、0.2MPa反应达到平衡状态时，M点显示的可能是的物质的量分数，C正确； D．由A可知，反应是放热反应，升高温度K值减小，则，D错误；故选D。 5．（2023·北京东城·一模）CH4/CO2催化重整的反应为 ① 其中，积炭是导致催化剂失活的主要原因。产生积炭的反应有： ② ③ 科研人员研究压强对催化剂活性的影响：在1073K时，将恒定组成的CO2、CH4混合气体，以恒定流速通过反应器，测得数据如下。 注:Ra是以CH的转化率表示的催化剂活性保留分率，即反应进行到某一时刻的催化剂活性与反应初始催化剂活性之比 下列分析不正确的是 A．∆H1= +247.1kJ·mol B．保持其他条件不变，适当增大投料时，可减缓Ra的衰减 C．研究表明“通入适量O2有利于重整反应”，因为O2能与C反应并放出热量 D．压强越大，Ra降低越快，其主要原因是反应①平衡逆向移动 【答案】D 【详解】A．根据盖斯定律，①=②-③，△H1=△H2-△H3=+247.1kJ•mol-1，A正确； B．保持其他条件不变，适当增大投料时，增大CO2浓度，使反应③平衡逆向移动，减少积碳，可减缓Ra的衰减，B正确； C．根据盖斯定律，①=②-③，△H1=△H2-△H3=+247.1kJ•mol-1，反应①为吸热反应，通入适量O2，O2能与C反应并放出大量的热，可减少积碳减缓Ra的衰减，同时反应放热使得反应①正向移动，有利于重整反应，C正确； D．压强越大，Ra降低越快，说明催化剂活性降低越快，积碳越多，其主要原因是反应③为气体体积减小的反应，加压平衡正向移动，使得积碳增多，D错误；故选D。 6．（2025·北京·模拟预测）挑战：“绿氢”的存储、输送成本和安全 解决方案I：利用可再生资源生产绿氢和温室气体CO2生产甲醇是碳资源高效循环利用的有效途径。 CO2加氢气制甲醇体系中，若不考虑生成烷烃和多碳醇等副反应，主要反应为： I：   Ⅱ：   Ⅲ：   (1)计算反应I的焓变 。 (2)以250℃、5MPa、n(H2)/n(CO2)=3的平衡为基础，探讨温度，压强和原料气组成对平衡的影响，以下说法错误的是___________。 A．随着温度升高，甲醇的百分含量将降低 B．随着压强增大，甲醇的产率将增大 C．随着n(H2)/n(CO2)的增加，CO的转化率将下降 D．若在原料气里加入CO，则CO2转化率将增大 (3)若只关注反应I，氢气和甲醇的燃烧热分别为285kJ/mol和726kJ/mol，则绿氢生产绿甲醇的理论能量转化效率为 。(保留一位小数) 解决方案Ⅱ：合成“绿氨”运输到使用地分解制氢 “绿氢”合成氨技术成熟，加压10bar，25℃就可以液化，液体的存储和输运成本低，现有设备无需改造。“绿氨”具有零碳排放的特点，且其储氢质量能量密度可高达17.6wt。%，故而被视为是种非常具有竞争力且前景广阔的储氢载体。 Ru基催化剂的物理化学性质(部分单位省略) 样品名称 Ru含量(理论值)(wt。%) Ru含量(wt。%) Ru分散度(%) H2消耗量 Ru/Al2O3 1.00 1.09 1.01 0.201 RuLa/Al2O3 1.00 1.04 0.11 0.247 RuCs/Al2O3 1.00 0.97 1.91 0.193 RuLaCs/Al2O3 1.00 0.99 3.01 0.595 (4)加入Cs元素的作用是 。 (5)在400~500℃范围内，Ru基氨分解催化剂性能最佳的是 。 (6)合成氨反应是工业上至关重要的反应，与其有关的研究曾三获诺贝尔奖，有人提出另一种制备氨的路线：    ，已知ΔG=ΔH-TΔS，当ΔG<0时，反应正向自发；当ΔG>0时，反应逆向自发。计算并说明该反应是否适合工业生产 。 【答案】(1)-49kJ/mol (2)CD (3)84.9% (4)提高Ru分散度，增强催化剂性能，增大氢气消耗量 (5)RuLaCs或者RLC (6)计算当ΔG=0时候的温度，T=-9769K，从而说明反应不适合工业生产 【详解】（1）根据盖斯定律，反应I=反应Ⅱ+反应Ⅲ，故； （2）A．随着温度升高，反应I、Ⅲ逆向移动，反应Ⅱ正向移动，甲醇的百分含量将降低，A正确； B．随着压强增大，反应I、Ⅲ正向移动，甲醇的产率将增大，B正确； C．随着n(H2)/n(CO2)的增加，相当于二氧化碳量不变的基础上增加氢气，反应Ⅲ正向移动，CO的转化率将升高，C错误； D．若在原料气里加入CO，反应Ⅲ正向移动，减少反应I的进行，则CO2转化率将减小，D错误； 答案选CD。 （3）根据，则绿氢生产绿甲醇的理论能量转化效率为； （4）通过表格数据分析，第3、4组中加入Cs后，分散度显著提高，故加入Cs的作用是提高Ru分散度，增强催化剂性能，增大氢气消耗量； （5）从图中可以看出，在400~500℃范围内，转化率最高的是RLC，故Ru基氨分解催化剂性能最佳的是RLC； （6）根据  ，当ΔG=ΔH-TΔS<0时，反应自发，数据代入计算出T<-9769K，故不适合工业生产。 7．（2024·北京·模拟预测）肼()有较强的还原性，与等可组成火箭推进剂。 (1)已知：Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 火箭发射时与反应生成和，该反应的热化学方程式是 。 (2)肼的传统生产工艺为法，两步反应分别在不同容器的水溶液环境中进行： ⅰ．(快) ⅱ．(慢) 已知电负性，下列说法正确的是 (填序号)。 a．反应ⅰ中做氧化剂 b．适当提高反应ⅰ温度，可显著提高相同时间内的产量 c．采用压强可以增大的溶解度，提高反应ⅱ中的利用率 (3)采用法制得肼后，可采用分步蒸馏的方法将其从反应混合液中分离出来。 ①水合肼(，常温为液态)中与间存在氢键，在下图中用“…”表示出这种作用力 。 ②蒸馏过程中首先馏出的物质是 (填序号)。 a．    b．    c． (4)产品中肼含量的测定方法如下。 取产品加水稀释，滴入2滴淀粉溶液，用溶液滴定3次，平均每次消耗溶液，已知：。 ①样品中肼(以计)的质量分数为 。 ②若滴定过程中操作过于缓慢，则测定结果 (填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。 (5)肼除做火箭推进剂外还可用于燃料电池中。某种碱性肼-空气燃料电池(电解质为溶液)具有高效、无污染的特点，装置如下图所示： ①负极的电极反应式是 。 ②电池工作一段时间后正极区溶液基本保持不变，结合电极反应式解释原因： 。 【答案】(1) (2) (3) (4) 偏小 (5) 正极反应式为：，电路中每转移时，正极区生成的全部迁移到负极区，与负极区消耗的的物质的量相同 【详解】（1）由盖斯定律可知，反应Ⅱ×2—Ⅰ—Ⅲ×2得到肼与二氧化氮反应生成氮气和水的反应，则反应的△H=(—534.0kJ/mol)×2—(—67.7kJ/mol)—(—26.4kJ/mol)×2=—947.5kJ/mol，反应的化学方程式为，故答案为：； （2）a．由氮元素的电负性大于氯元素可知，NH2Cl中氯元素的化合价与次氯酸钠中氯元素的化合价相同，都为+1价，则反应中没有元素发生化合价变化，该反应是非氧化还原反应，所以次氯酸钠不可能是氧化剂，故错误； b．由题意可知，反应的决速步为反应ii，适当提高反应ⅰ温度，不能加快反应ii的反应速率，不能提高相同时间内水合肼的产量，故错误； c．采用3.0MPa压强可以增大氨气的溶解度，增大溶液中NH2Cl的浓度，反应ii的平衡向正反应方向移动，有利于提高NH2Cl的利用率，故正确；故选c； （3）①水合肼分子中肼分子和水分子可以形成分子间氢键，表示氢键的示意图为，故答案为：； ②氨分子和水合肼分子都是分子晶体，沸点小于离子晶体氯化钠，水合肼分子中肼分子和水分子形成的分子间氢键强于氨分子间形成的分子间氢键，沸点高于氨分子，所以蒸馏过程中首先溜出的物质为氨气，故选a； （4）①由题意可知，滴定消耗20.00mL0.500mol/L碘溶液，由方程式可知，样品中肼的质量分数为×100%=32%，故答案为：32%； ②肼具有还原性，若滴定过程中操作过于缓慢，肼易被空气中的氧气氧化，使得消耗标准碘液的体积偏小，导致测定结果偏小，故答案为：偏小； （5）由电子移动方向可知，通入肼的电极为燃料电池的负极，碱性条件下肼在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极反应式为，通入氧气的电极为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为； ①由分析可知，通入肼的电极为燃料电池的负极，碱性条件下肼在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极反应式为，故答案为：； ②由分析可知，通入氧气的电极为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为，电路中每转移时，正极区生成的全部迁移到负极区，与负极区消耗的的物质的量相同，所以电池工作一段时间后正极区KOH溶液pH基本保持不变，故答案为：正极反应式为：，电路中每转移时，正极区生成的全部迁移到负极区，与负极区消耗的的物质的量相同。 1．（2025·天津·高考真题）下图是简易量热计装置示意图，下列反应的反应热不适宜用该装置测定的是 A．BaO和足量的水 B．Al和足量的NaOH溶液 C．ZnO和足量的稀硫酸 D．KOH溶液和足量的稀盐酸 【答案】B 【详解】A．BaO与水反应生成Ba(OH)2，为放热反应，无气体生成，反应在溶液中进行，热量损失少，适宜用简易量热计测定，A不符合题意； B．Al与NaOH溶液反应生成H2气体，气体逸出时会带走部分热量，导致热量测量不准确，不适宜用简易量热计测定，B符合题意； C．ZnO与稀硫酸反应生成ZnSO4和水，为放热反应，无气体生成，反应在溶液中进行，热量损失少，适宜用简易量热计测定，C不符合题意； D．KOH与稀盐酸的中和反应，为放热反应，无气体生成，反应在溶液中进行，热量损失少，适宜用简易量热计测定，D不符合题意； 故选B。 2．（2025·福建·高考真题）在25℃、光照条件下，产生氯自由基，引发丙烷一氯代反应： i． ii． 反应体系中产物n(2-氯丙烷)：n(1-氯丙烷)。下列说法错误的是 A．活化能：反应i<反应ii B．丙烷中的键能：的的 C．当丙烷消耗2 mol时上述反应体系的焓变为 D．相同条件下正丁烷与发生一氯代反应，产物n(2-氯丁烷)：n(1-氯丁烷) 【答案】C 【详解】A．由题干可知：反应体系中产物n(2-氯丙烷)：n(1-氯丙烷)，反应ii的反应速率小于i，反应的活化能越低，反应速率越快，故反应ii的活化能大于i，A正确； B．键能越小，越易断裂，反应生成更多的2-氯丙烷，说明丙烷中中的键能小于的，B正确； C．根据产物比例，丙烷消耗2 mol时，有1.2mol参与反应i，有0.8mol参与反应ii，上述反应体系的焓变为1.2ΔH1+0.8ΔH2，C错误； D．正丁烷的结构为：，存在两种类型的，与丙烷类似，中间的更易取代，且正丁烷中间碳占比更多，因此取代中间的比例更高，D正确； 综上所述，答案选C。 3．（2025·广西·高考真题）某种氨基喹啉衍生物合成反应的可能历程如图，表示活化能。下列说法错误的是 A．是反应的催化剂 B．步骤①发生了键断裂 C．反应速率：历程历程I D．反应热：历程历程I 【答案】D 【详解】A．由图可知，在反应历程中先被消耗，后又生成，是反应的催化剂，A正确； B．由图可知，步骤①中转化为，发生了键断裂，B正确； C．由图可知，历程I中活化能最大为112.8kJ/mol(决速步)，历程II中活化能最大为91.5kJ/mol(决速步)，活化能越大，反应速率越慢，则反应速率：历程历程I，C正确； D．由图可知，历程和历程I起始反应物和最终生成物相同，反应热相等，D错误； 故选D。 4．（2025·重庆·高考真题）肼（）与氧化剂剧烈反应，释放大量的热量，可作火箭燃料。已知下列反应： ①   ②   ③   则反应的为 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．选项A的表达式为，但根据推导结果，ΔH应为，与A不符，A错误； B．推导过程中，通过组合反应①、③及反转的反应②×3，得到总ΔH为，再除以4得，与选项B一致，B正确； C．选项C未除以4，直接取，不符合目标反应的系数比例，C错误； D．选项D的表达式为，符号和系数均与推导结果不符，D错误； 故选B。 5．（2025·湖北·高考真题）如图所示的物质转化关系中，固体A与固体B研细后混合，常温下搅拌产生气体C和固体D，温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。G是一种强酸。H是白色固体，常用作钡餐。下列叙述错误的是 A．在C的水溶液中加入少量固体A，溶液升高 B．D为可溶于水的有毒物质 C．F溶于雨水可形成酸雨 D．常温下可用铁制容器来盛装G的浓溶液 【答案】A 【详解】A．在C(NH3)的水溶液(氨水)中加入少量固体A(NH4Cl)，铵根浓度增大，抑制了NH3·H2O的电离，OH-浓度减小，溶液pH减小，A错误； B．D(BaCl2)易溶于水，溶于水电离出Ba2+，钡是重金属，有毒，B正确； C．F(NO2)与水反应生成强酸硝酸，故NO2溶于雨水可形成硝酸型酸雨，C正确； D．G是HNO3，常温下浓HNO3将Fe钝化，故常温下可用铁制容器来盛装浓硝酸，D正确； 答案选A。 6．（2023北京·高考真题）一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下，其中代表或中的一种。下列说法正确的是    A．a、c分别是 B．既可以是，也可以是 C．已知为副产物，则通入水蒸气可减少的产生 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 【答案】C 【详解】A．由分析可知，a为，c为，A项错误； B．d为，B错误； C．可以水解生成，通入水蒸气可以减少的生成，C正确； D．反应①和反应②相加即为氯化铵直接分解的反应，由盖斯定律可知，等压条件下，反应①、反应②的反应热之和等于氯化铵直接分解的反应热，D错误； 故选C。 7．（2025北京·高考真题）依据下列事实进行的推测正确的是 事实 推测 A 固体与浓硫酸反应可制备气体 固体与浓硫酸反应可制备HI气体 B 难溶于盐酸，可作“钡餐”使用 可代替作“钡餐” C 盐酸和溶液反应是吸热反应 盐酸和溶液反应是吸热反应 D 的沸点高于 的沸点高于 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．浓硫酸与NaCl反应生成HCl主要是因为浓硫酸的沸点高，难挥发，但浓硫酸具有强氧化性，与NaI反应，氧化I⁻生成I2，得不到HI，A错误； B．BaSO4不溶于盐酸，不会产生有毒的钡离子，可做钡餐使用，而BaCO3会与胃酸反应生成有毒的Ba2+，不能替代BaSO4，B错误； C．盐酸与NaHCO3反应吸热是特例，而盐酸与NaOH的中和反应是典型的放热反应，C错误； D．H2O因含有分子间氢键，沸点高于H2S，同理HF也含有分子间氢键，沸点高于HCl，D正确； 故选D。 8．（2022北京·高考真题）失水后可转为，与可联合制备铁粉精和。 I.结构如图所示。 (1)价层电子排布式为 。 (2)比较和分子中的键角大小并给出相应解释： 。 (3)与和的作用分别为 。 II．晶胞为立方体，边长为，如图所示。 (4)①与紧邻的阴离子个数为 。 ②晶胞的密度为 。 (5)以为燃料，配合可以制备铁粉精和。结合图示解释可充分实现能源和资源有效利用的原因为 。 【答案】(1)3d6 (2)SO的键角大于H2O，SO中S原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，离子的空间构型为正四面体形，H2O分子中O原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2，分子的空间构型为V形 (3)配位键、氢键 (4)6 ×1021 (5)由图可知，FeS2与O2生成FexOy的反应为放热反应，FeSO4·H2O分解生成FexOy的反应为吸热反应，放热反应放出的热量有利于吸热反应的进行，有利于反应生成的SO3与H2O反应生成H2SO4 【详解】（1）铁元素的原子序数为26，基态亚铁离子的价电子排布式为3d6，故答案为：3d6； （2）硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，离子的空间构型为正四面体形，水分子中氧原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2，分子的空间构型为V形，所以硫酸根离子的键角大于水分子，故答案为：SO的键角大于H2O，SO中S原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，离子的空间构型为正四面体形，H2O分子中O原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2，分子的空间构型为V形； （3）由图可知，具有空轨道的亚铁离子与水分子中具有孤对电子的氧原子形成配位键，硫酸根离子与水分子间形成氢键，故答案为：配位键；氢键； （4）①由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的亚铁离子与位于棱上的阴离子S离子间的距离最近，则亚铁离子紧邻的阴离子个数为6，故答案为：6； ②由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的亚铁离子个数为8×+6×=4，位于棱上和体心的S离子个数为12×+1=4，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：==10—21a3d，解得d=×1021，故答案为：×1021； （5）由图可知，FeS2与O2生成FexOy的反应为放热反应，FeSO4·H2O分解生成FexOy的反应为吸热反应，放热反应放出的热量有利于吸热反应的进行，有利于反应生成的SO3与H2O反应生成H2SO4，所以以FeS2为燃料，配合FeSO4·H2O可以制备铁粉精和H2SO4可充分实现能源和资源有效利用，故答案为：由图可知，FeS2与O2生成FexOy的反应为放热反应，FeSO4·H2O分解生成FexOy的反应为吸热反应，放热反应放出的热量有利于吸热反应的进行，有利于反应生成的SO3与H2O反应生成H2SO4。 9．（2023北京·高考真题）尿素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，用氰酸银与在一定条件下反应制得，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，工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步： ⅰ．和生成； ⅱ．分解生成尿素。    结合反应过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． (3)近年研究发现，电催化和含氮物质(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。向一定浓度的溶液通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示。    ①电极是电解池的 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：溶液中不能直接用溶液准确滴定。    ①消化液中的含氮粒子是 。 ②步骤ⅳ中标准溶液的浓度和消耗的体积分别为和，计算样品含氮量还需要的实验数据有 。 【答案】(1) (2)ab (3)阳 (4) 样品的质量、步骤Ⅲ所加入溶液的体积和浓度 【详解】（1）根据原子守恒分析，二者反应生成尿素和氯化银，化学方程式是。答案为； （2）a．反应ⅰ的活化能是，反应ⅱ活化能是，，a项正确； b．从图中反应物和生成物能量的相对大小可看出反应ⅰ放热，反应ⅱ吸热，b项正确； c．总反应的：，c项错误； 故选ab。 （3）①电极b上发生失电子生成的氧化反应，是电解池的阳极。②a极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。答案为阳极；； （4）①尿素消化分解生成和，由于反应中存在浓，则消化液中含氮粒子为。②除了已知数据外，还需要的是样品的质量、步骤ⅲ所加入溶液的体积和浓度。答案为；样品的质量、步骤Ⅲ所加入H2SO4溶液的体积和浓度。 / 学科网（北京）股份有限公司 $