摘要:
**基本信息**
以“真题感知-进阶强化-拔高预测”为框架,系统整合键能计算、能量图像、盖斯定律等核心考点,提炼“两步法”“目标方程式拆解法”等实用解题模型,强化证据推理与模型认知素养。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|真题·命题感知|4道高考真题|实验适宜性判断“两步法”、竞争反应焓变“动力学控制法”、盖斯定律“方程式拆解法”|从实验情境到理论应用,构建“宏观现象-微观机理-符号表达”认知链|
|进阶·强化演练|5考向×4题|键能计算“断键吸热-成键放热”法则、能量图像“活化能-稳定性”关联法、反应机理“决速步”分析法|按考向分层,形成“概念理解-技能应用-综合分析”递进逻辑|
|拔高·模拟预测|20道模拟题|热化学方程式“状态-系数-符号”三要素判断、复杂反应焓变“盖斯定律叠加法”|融合工业生产、能源转化情境,提升科学探究与问题解决能力|
内容正文:
第01讲 化学反应的热效应
目 录
真题·命题感知
进阶·强化演练
考向01 考查化学键键能与反应热
考向02 考查能量变化的图像
考向03 反应机理与能量变化
考向04 盖斯定律及其应用
考向05 热化学方程式的正误判断
拔高·模拟预测
真题·命题感知
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
【解析】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;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;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;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。
命题情境
本题以教材中“简易量热计”为实验载体,考查物质反应中热量变化的测量适宜性,体现“科学探究与创新意识”的核心素养。命题将无机元素性质(BaO、Al、ZnO、KOH)与热化学实验原理深度融合,重点考查反应过程中“气体逸出”对热量测量准确性的干扰。该情境贴近高中化学实验教学实际,要求学生不仅熟知各物质的化学性质,更要从“热量损失”的微观视角分析实验方案的可行性,体现了新高考对实验方案评价能力的重视。
解题方法
解答本题的关键是紧抓“量热计测定反应热”的两个核心条件:①反应必须在溶液或液相中进行,便于热量传递与测量;②反应过程中不能有大量气体产生,否则气体会带走热量造成显著误差。依此逐项排查:BaO与水、ZnO与酸、KOH与盐酸均无气体生成,适宜;而Al与NaOH溶液反应产生H2,气体逸出会带走大量热,导致ΔH测定值偏小(绝对值偏小),故不适宜。对于此类实验适宜性判断题,建议采用“先定性排除气体干扰项,再比较放热过程是否在溶液中进行”的两步法快速解题。
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
【解析】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;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;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;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;故选C。
命题情境
本题以丙烷光氯化生成一氯代物的竞争反应为背景,融合了“反应速率理论(活化能)”“化学键能与反应选择性”“盖斯定律与反应进度”以及“同系物类推分析”等多维度考点。该情境源自有机化学中的自由基取代反应机理,命题巧妙地将微观键能差异与宏观产物比例建立定量联系,要求学生具备从“反应结果”反推“反应过程本质”的分析能力,充分体现了“证据推理与模型认知”的学科核心素养。
解题方法
解答本题需围绕“动力学控制”这一主线展开:产物比例直接反映各平行反应的相对速率,而相对速率又取决于各反应路径的活化能大小。处理此类竞争反应焓变问题,务必按“各路径实际发生量”加权求和。
3.(2025·浙江·高考真题)下列反应均能自发进行,相关判断不正确的是
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将五个方程式依次编号为①、②、③、④、⑤。
【解析】酸碱中和反应为放热反应,难溶于水而氢氧化钠易溶于水,已知反应① ,
② ,则反应①放出的热量小于反应②,即,故,A正确;已知反应② ,
③ ,
利用盖斯定律将反应③-反应②得到,该反应为放热反应,则该反应的,即,B正确;已知反应⑤(化合反应)为放热反应,即,利用盖斯定律,将反应④-反应③得到反应⑤,即,,C错误;已知反应③为放热反应,,结合C项解析知:,则,D正确;故选C。
命题情境
本题以一组酸碱反应和氧化物反应的热化学方程式为载体,利用盖斯定律进行多个ΔH大小关系的逻辑推导。该情境的特点在于所有反应均为放热反应,却要求通过“反应相减构建新反应”来判断ΔH的差值符号,考查学生对盖斯定律的灵活运用以及对“反应热大小比较”中“放热越多ΔH越小”这一基本规则的深刻理解。试题呈现出“多方程式、多选项、强逻辑”的特点,体现了对“变化观念与平衡思想”的深度考查。
解题方法
解答此类多方程式比较题,核心策略是利用盖斯定律将目标差值转化为一个已知热效应的新反应。例如判断ΔH2−ΔH3>0,可将③−②得到Na2O(s)+H2O(l)=2NaOH(s),该反应为放热反应,ΔH<0,即ΔH3−ΔH2<0,故ΔH2−ΔH3>0。同理,判断ΔH3−ΔH4,可将④−③得到⑤,即SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l),该反应是放热反应(ΔH5<0),故ΔH4−ΔH3<0,即ΔH3−ΔH4>0。核心技巧是:将待比较的两个ΔH作差,通过方程式的线性组合(减法)构造出一个已知热效应的标准反应(如中和、化合、溶解等),再根据其放热或吸热性质直接判定符号。
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
【分析】根据目标方程式与原方程式的特点可知,将原方程式进行(①-3×②+③)变换,可得目标方程式,所以,ΔH应为,据此解答。
【解析】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;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;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;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。
命题情境
本题以火箭燃料肼的燃烧反应为背景,提供三个已知热化学方程式,要求通过盖斯定律计算目标反应的焓变。该情境具有鲜明的“科技前沿”与“能源化学”色彩,将基础热化学知识与航天推进剂的实际应用相结合,体现了化学学科的社会价值。命题在方程式系数处理上设置了障碍,要求学生熟练进行方程式的“乘除”与“加减”运算,考查了数学工具在化学计算中的迁移应用能力。
解题方法
解答盖斯定律计算题,可采用“目标方程式拆解法”:先写出目标方程式,观察各物质在已知方程式中的位置和系数。避坑要点:①注意方程式的方向(逆向则ΔH变号);②注意系数倍数(乘除时ΔH同步变化);③最终务必检查目标方程式中各物质的系数是否为最简整数比或题目给定系数,避免漏乘或错乘系数。
进阶·强化演练
考向01 考查化学键键能与反应热
1.(2026·重庆江津·三模)如图为P4O6和P4O10的分子结构,已知化学键变化时伴随的能量变化为:断裂1 mol O=O吸收498 kJ的热量,断裂1 mol P=O吸收585 kJ的热量,则反应的反应热ΔH为
A.-3336 kJ·mol-1 B.-996 kJ·mol-1 C.-1344 kJ·mol-1 D.-174 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】已知键能为498kJ/mol,键能为585 kJ/mol;
由图可知:1个分子中含有12个,1个分子中含有12个和4个,反应的反应热=12mol键能+2mol键能-12mol键能-4mol键能=2mol键能-4mol键能=(498×2-585×4)kJ/mol=-1344kJ/mol;故选C。
2.(2026·云南昆明·模拟预测)标准状态下,下列物质气态时的相对能量如下表:
物质
O
HO
HOO
能量
249
39
10
0
0
可根据计算出中氧氧单键的键能为。下列说法正确的是
A.的燃烧热
B.的键能大于中氧氧单键的键能的两倍
C.解离氧氧单键所需能量:
D.在任意温度下自发进行
【答案】B
【解析】燃烧热定义为1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物的反应热,H元素对应的稳定氧化物为液态水,题中给出的是气态的能量,气态水变为液态水还会放热,故的燃烧热,A错误;的键能为,中氧氧单键键能为,其两倍为,,故的键能大于中氧氧单键键能的两倍,B正确; 解离氧氧单键的反应为,解离能,大于中氧氧单键的键能,故解离氧氧单键所需能量:,C错误;该反应,反应后气体分子数增多,,根据,仅高温时反应自发,并非任意温度下都自发,D错误;故选B。
3.(2026·海南海口·模拟预测)已知几种共价键的键能数据如下:
共价键
C=O
H-H
C-H
C-O
O-H
键能/()
799
436
413
358
463
根据键能数据计算反应的等于
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】反应物总键能为,生成物总键能为,则;故选A。
4.工业合成氨反应中,相关化学键的键能数据如下表:
化学键
键能
946
436.0
390.8
计算反应热:
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据反应热与键能的关系,ΔH=反应物总键能-生成物总键能,代入数据计算得ΔH=946 kJ/mol + 3×436.0 kJ/mol - 6×390.8 kJ/mol = -90.8 kJ/mol;故选A。
考向02 考查能量变化的图像
1.(2026·重庆·模拟预测)下表为某些化学键的键能:
化学键
N-N
N-H
键能(kJ/mol)
154
500
942
已知火箭燃料肼(N2H4)有关化学反应的能量变化如图所示,则下列说法不正确的是
A.相同条件下N2比O2稳定
B.表中的x=391
C.
D.图中的
【答案】C
【解析】由题干表中数据可知,氮氮三键的键能比O=O键的键能大得多,键能越大化学键越稳定,故相同条件下N2比O2稳定,A正确;由题干图中信息可知,形成1mol氮氮三键和4mol氢氧键共放出2752kJ的热量,其中N≡N键能为942kJ/mol,则H-O键能为452.5kJ/mol,已知反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和,结合题干图示信息中热化学方程式:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)有,4E(N-H)+E(N-N)+E(O=O)-E(N≡N)-4E(O-H)=-534kJ/mol,即4x+154kJ/mol+500kJ/mol-942kJ/mol-4×(452.5kJ/mol)=-534kJ/mol,解得x=391,B正确;已知H2O(g)转化为H2O(l)是一个放热过程,则N2H4与O2燃烧生成液态水放出的热量比生成气态水更多,故 ,C错误;根据盖斯定律,H1=H2+H3,则H3=H1-H2=(-534kJ/mol)-(-2752kJ/mol)=+2218kJ/mol,D正确。
2.(2026·海南儋州·二模)恒压下,由最稳定的单质生成1 mol某纯物质时的焓变,叫做该物质的标准摩尔生成焓,用()表示,有关物质的如图所示。
下列有关判断正确的是
A.H2O(l)的
B.金刚石比石墨稳定
C.金刚石的燃烧热为393.5 kJ·mol-1
D.1 mol石墨与O2(g)的键能之和大于2 mol CO的键能之和
【答案】A
【解析】,液化过程放热,生成液态水放出更多热量,因此的,A正确;,反应吸热,金刚石能量高于石墨,石墨比金刚石稳定,B错误;,该数值为石墨的燃烧热,金刚石能量高于石墨,其燃烧热不等于,C错误;,反应物总键能生成物总键能,1mol石墨与O2的键能之和小于1molCO的键能之和,则1 mol石墨与O2(g)的键能之和小于2 mol CO的键能之和,D错误;故选A。
3.(2026·浙江温州·模拟预测)研究表明,在一定条件下,气态与两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.比更稳定
B.转化为需要吸收的热量
C.断开中所有化学键需要放出的热量
D.转化为一定要高温条件下进行
【答案】B
【解析】能量越低物质越稳定,由图可知能量低于,因此更稳定,A错误;转化为的反应热,即转化为需要吸收的热量,B正确;断开化学键的过程需要吸收能量,C错误;反应的吸(放)热与反应条件没有必然联系,吸热反应不一定需要高温条件,D错误;故选B。
4.(2026·浙江温州·模拟预测)利用含碳化合物合成新燃料是发展低碳经济的重要方法,已知:是合成甲醇(CH3OH)的反应,该反应过程的能量变化如图所示,下列判断正确的是
A.断裂化学键吸收的总能量比形成化学键释放的总能量少
B.用碳和水蒸气制备原料气CO、H2的反应属于放热反应
C.若该反应生成液态的CH3OH,则放出的热量更少
D.在1 L密闭容器中,充入1 mol CO(g)和2 mol H2(g)合成CH3OH (g),最终释放出91 kJ的热量
【答案】A
【分析】由图可知,反应物总能量高于生成物总能量,该合成甲醇的反应为放热反应,据此分析选项。
【解析】放热反应中,断裂化学键吸收总能量形成化学键释放总能量,因此断裂化学键吸收的总能量比形成化学键释放的总能量少,A正确;碳和水蒸气制备、的反应是典型吸热反应,B错误;气态甲醇转化为液态甲醇会额外放出热量,因此生成液态时,反应放出的总热量更多,C错误;该反应为可逆反应,充入和不能完全转化为甲醇,因此最终放出的热量小于,D错误;故选A。
考向03 反应机理与能量变化
1.(2026·湖北武汉·阶段检测)已知的反应机理分步进行:①,②,各物质均为气态。其反应过程能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.是反应①的活化能 B.的焓变
C.第二步反应是该反应的决速步 D.气体C很易大量累积
【答案】B
【分析】根据图像可知反应物A+B的总能量为 。反应①的过渡态为TS1,能量为kJ/mol,生成中间产物C,其能量为kJ/mol。反应②的过渡态为TS2,能量为kJ/mol,最终生成产物E+F,能量为kJ/mol。反应①活化能为()kJ/mol,反应②活化能为()kJ/mol,且。据此分析。
【解析】反应①的活化能是反应物(A+B)的能量与过渡态TS1的能量差,即()kJ/mol,A错误;焓变等于生成物总能量减去反应物总能量,反应物A+B的能量为kJ/mol,生成物E+F的能量为kJ/mol,故,B正确;决速步由活化能最大的步骤决定,反应①活化能为()kJ/mol,反应②活化能为()kJ/mol,由图可知,所以反应①为决速步,C错误;反应①生成C,反应②消耗C,且反应①为决速步,反应②速率更快,所以C不会大量累积,D错误;故选B。
2.(2026·湖南长沙·模拟预测)一定条件下,2,3-二甲基-1,3-丁二烯与溴单质发生液相加成反应分两步进行,第一步生成中间体M,第二步生成产物Z或W,反应机理及反应进程与能量变化关系如图所示。
下列说法错误的是
A.该二烯烃与溴单质生成Z或W的反应均为放热反应
B.达到平衡时,Z的含量小于W
C.达到平衡后,恒温条件下加入液溴,减小
D.低温条件下,反应开始后短时间内Z为主要产物
【答案】C
【解析】由能量变化图可知,反应物的能量高于产物Z或W的能量,则生成Z或W的反应为放热反应,A正确;能量越低的产物越稳定,含量越高,图中信息显示,W的能量比Z低,则达到平衡时,Z的含量小于W,B正确;由于生成Z和W的反应是基于同一中间体M进行,加入液溴会使两平衡正向移动,但对生成Z和W反应的影响是一致的。反应的平衡常数仅与温度有关,恒温条件下,反应的平衡常数不变,等于Z、W生成反应的平衡常数之比,温度不变时,其比值不变,C错误;低温条件下,活化能越低,反应速率越快,M生成Z的活化能低于M生成W的活化能,则开始发生反应的短时间内生成Z的反应速率更快,Z为主要产物,D正确;故选C。
3.(2026·内蒙古兴安·二模)标准状态下,气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下(已知和的相对能量为0),下列说法正确的是
A.
B.可计算Cl-Cl键能为
C.相同条件下,的平衡转化率:历程Ⅱ<历程Ⅰ
D.历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为:
【答案】A
【解析】历程Ⅰ总反应:O3(g)+O(g)→2O2(g),焓变Δ𝐻=E6− E3,历程Ⅱ总反应相同(Cl为催化剂),焓变 Δ𝐻= E5− E2,根据盖斯定律,总反应焓变与路径无关,,A正确;已知相对能量为0,由历程Ⅱ可知原子的相对能量为;键断裂生成原子,因此键能,B错误;催化剂(Cl)仅降低活化能,不改变平衡转化率,故历程Ⅰ与Ⅱ中O3平衡转化率相等,C错误;速率最快的步骤对应最小活化能,对应历程Ⅱ中第二步:O(g)+ClO(g)→O2(g)+Cl(g),该步ΔH = 产物总能量 - 反应物总能量 = E5− E4,选项给出ΔH = E4− E5,D错误;故选A。
4.(2026·河南濮阳·一模)肼在不同条件下的分解产物不同,时在Cu表面分解的机理如图1所示。已知时:反应I:
反应II:
下列说法不正确的是
A.图1所示过程①是放热反应,过程②是吸热反应
B.反应II的能量变化如图2所示
C.时,肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为
D.断开中的化学键吸收的能量大于形成和中的化学键释放的能量
【答案】D
【解析】图1所示过程①发生的是反应I,该过程焓变小于零,是放热反应,过程②是的分解,由反应I-反应可得,焓变大于零,该过程是吸热反应,A正确;反应II是放热反应,生成物能量小于反应物能量,图2所示能量变化示意图正确,B正确;根据盖斯定律,反应反应II得,C正确;由于反应I为放热反应,因此断开中的化学键吸收的能量小于形成和中的化学键释放的能量,D错误;故选D。
考向04 盖斯定律及其应用
1.(2026·重庆九龙坡·一模)标准状态下,由指定单质生成1mol某物质的化学反应焓变,称为该物质的标准摩尔生成焓(单质的标准摩尔生成焓为0)。已知: 部分物质标准摩尔生成焓如下表,为
物质
标准摩尔生成焓()
-235.10
-442.92
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】根据盖斯定律,反应的焓变满足关系: 已知:指定单质的标准摩尔生成焓为0,因此的标准摩尔生成焓为0,代入反应和数据计算: 反应: , 因此选A。
2.(2026·重庆·模拟预测)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),已知的燃烧热为,则反应 的反应热为
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】从图中箭头关系可知:反应(1): ;
反应(2): ;
反应(3): ;
已知的燃烧热为,反应(4): ;
由盖斯定律可知,3×[(1)+ (2)+ (4)]- (3)可得 的反应热为,故选A。
3.(2026·陕西商洛·模拟预测)已知反应:
①
②
③
④
下列说法正确的是
A.
B.为乙醇的摩尔燃烧焓
C.若,则反应③在高温下自发进行
D.在反应中适量加入催化剂可有效增大的值
【答案】B
【解析】根据盖斯定律,对已知反应做变换得到目标反应④ ,因此反应④的焓变为,A错误;摩尔燃烧焓的定义为1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时对应的焓变,规定产物中H对应稳定的液态水、C对应稳定的气态,反应④中乙醇为1mol,产物符合要求,因此就是乙醇的摩尔燃烧焓,B正确;反应③中,气体总物质的量左边为,右边为,因此,根据吉布斯自由能判据,若,虽然理论上高温可能让,但乙醇燃烧是放热反应,该假设不成立,且题目结论本身不严谨,该选项错误,C错误;催化剂只改变反应的活化能和反应速率,不改变反应物和生成物的总能量,因此不改变反应的焓变,D错误;故选B。
4.(2026·浙江杭州·二模)酸催化下与混合溶液的反应:
已知:
下列说法正确的是
A.
B.室温下,若,则溶解度:
C.其他条件不变时,将换成,反应速率减慢
D.溶解过程的能量变化,取决于固体中微粒间作用力的强弱
【答案】C
【解析】根据盖斯定律推导:i:,ii:,iii:,iv:,目标反应为:,目标反应=i-ii-iii+iv,则,A错误;溶解焓说明溶解吸热,越大仅说明溶解吸热越多,溶解度还和熵变等因素有关,实际室温下溶解度:,且即使规律上,也不能推出溶解度更小,B错误;该反应为酸催化反应,在酸性条件下进行,溶液酸性越弱时,反应速率越慢。溶液显弱酸性而溶液显中性,故将换成,反应速率会减慢,C正确;溶解过程的能量变化来自两部分:固体中微粒间作用力断裂吸收的能量,以及离子水合过程放出的能量,因此能量变化不仅取决于固体微粒间作用力的强弱,还与水合过程的能量变化有关,D错误;故选C。
考向04 热化学方程式的正误判断
1.(2026·新疆·一模)一种捕获并利用的方法是将催化加氢合成,其过程中主要发生如下反应:
I.
Ⅱ.
下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】依据盖斯定律,目标反应=反应Ⅰ-2×反应Ⅱ,则,正确的热化学方程式为:;故选A。
2.(2026·河北·一模)氢气是具有发展前景的绿色能源,科研人员研究通过多种途径获取氢气,以下是其中三种途径:
①光照催化水分解:
②焦炭与水高温反应:
③甲烷与水高温反应:
下列说法或热化学方程式正确的是
A.已知,则
B.
C.反应③如果使用催化剂,减小
D.反应
【答案】D
【解析】根据反应①的逆反应和水的蒸发焓变计算,2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) 的 ΔH 应为 -483.6 kJ/mol,而非 -659.6 kJ/mol,A错误;反应③的 ΔH3= +206.1 kJ/mol 是针对1 mol CH4,选项中的反应是原反应的2倍,ΔH 应为 +412.2 kJ/mol,而非 +206.1 kJ/mol,B错误;催化剂只改变反应速率,不改变反应焓变 ΔH,因此 ΔH3不会减小,C错误;通过反应②(C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) ΔH2= +131.3 kJ/mol)和反应③的逆反应(CO(g) + 3H2(g) = CH4(g) + H2O(g) ΔH = -206.1 kJ/mol)相加,消去相同物质,得到 C(s) + 2H2(g) = CH4(g) ΔH = -74.8 kJ/mol,与选项一致,D正确;故选D。
3.下列有关热化学方程式的评价合理的是
实验事实
热化学方程式
评价
A
已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1稀硫酸与稀氢氧化钡溶液混合
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1
正确
B
醋酸与稀氢氧化钠溶液混合
CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
正确
C
160 g SO3与适量水恰好完全反应生成H2SO4,放出热量260.6 kJ
SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq) ΔH=-130.3 kJ·mol-1
不正确;因为反应热ΔH=-260.6 kJ·mol-1
D
已知25 ℃、101 kPa下,120 g C(s)完全燃烧放出热量3935 kJ
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=393.5 kJ·mol-1
不正确;ΔH应为-393.5 kJ·mol-1
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】稀硫酸与稀氢氧化钡溶液混合生成BaSO4沉淀,沉淀生成额外放热,反应热应小于-114.6 kJ·mol-1,评价“正确”不合理,A错误;醋酸为弱酸,电离过程吸热,导致中和反应放热量减少,ΔH应大于-57.3 kJ·mol-1,评价“正确”不合理,B错误;160 g SO3为2 mol(SO3摩尔质量为80 g·mol-1),放出260.6 kJ热量,则1 mol SO3反应ΔH=-130.3 kJ·mol-1正确,评价“不正确”不合理,C错误;120 g C(s)为10 mol(C摩尔质量为12 g·mol-1),放出3935 kJ热量,则1 mol C燃烧ΔH=-393.5 kJ·mol-1,热化学方程式ΔH符号错误(应为负值),评价正确指出ΔH应为负值,合理,D正确;故选D。
4.(2026·云南·二模)丙烯是有机化工中的重要原料,以金属Pt为催化剂,丙烷直接脱氢工艺制备。存在以下两个反应:
主反应:
副反应:,
其主反应中有关物质的燃烧热数据如下:
物质
燃烧热
下列有关说法错误的是
A.主反应的
B.主反应自发进行的条件是高温
C.催化剂Pt可以降低主反应活化能,但不改变
D.燃烧热的热化学方程式:
【答案】D
【解析】根据盖斯定律,主反应的等于反应物燃烧热减去生成物燃烧热之和,即,A正确;主反应,反应后气体分子数增加,;根据反应自发判据,只有高温下才能满足,因此自发条件为高温,B正确;催化剂通过降低反应活化能加快反应速率,不改变反应物和生成物的总能量差,因此不改变,C正确;燃烧热的定义是可燃物完全燃烧生成稳定氧化物的反应热,的稳定氧化物为液态,该热化学方程式中水为气态,不符合燃烧热的要求,D错误;故选D。
拔高·模拟预测
1.(2026·浙江·一模)已知 ,下列说法正确的是
A.稀硫酸与氢氧化钡稀溶液反应的热化学方程式为
B.已知的燃烧热,则
C.已知 ,则
D.已知 , ,则
【答案】D
【解析】稀硫酸与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水,该过程不仅包含中和反应(放热),还包含沉淀形成(额外放热),给定ΔH = -114.6 kJ/mol仅对应生成2 mol水的中和热(2 × -57.3 kJ/mol),但忽略了BaSO4沉淀的放热效应,因此实际|ΔH|应更大(ΔH更负),A错误;H2的燃烧热ΔH = -285.8 kJ/mol表示1 mol H2完全燃烧生成H2O(l)的焓变。对于反应2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O(l),ΔH应为2倍燃烧热,即-571.6 kJ/mol,而非-285.8 kJ/mol,B错误;由HF(aq) + OH⁻(aq) = F⁻(aq) + H2O(l) ΔH = -67.7 kJ/mol和H⁺(aq) + OH⁻(aq) = H2O(l) ΔH = -57.3 kJ/mol,可得HF电离反应HF(aq) ⇌ H⁺(aq) + F⁻(aq)的ΔH = -67.7 kJ/mol - (-57.3 kJ/mol) = -10.4 kJ/mol < 0,而非ΔH> 0,C错误;ΔH2为NaCl(s)解离成气态离子的焓变(晶格能,正值且较大);ΔH1为溶解焓,包含晶格能和离子水合焓ΔH3(水合焓为负值),故ΔH1 = ΔH2+ ΔH3 <ΔH2(因ΔH3<0),D正确;故选D。
2.(2026·江西景德镇·一模)下列选项正确的是
A.图①可表示 的能量变化
B.图②中表示碳的燃烧热
C.实验的环境温度为20℃,将物质的量浓度相等、体积分别为、的、溶液混合,测得混合液最高温度如图③所示
D.某反应过程中的能量变化曲线如图④所示,可知反应由两步构成:;稳定性:
【答案】D
【解析】该反应,为吸热反应,吸热反应的生成物总能量应高于反应物总能量。图①中生成物总能量低于反应物总能量,对应放热反应,A错误;燃烧热定义:可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量。碳的燃烧热要求完全燃烧生成,图②中是生成,不符合燃烧热定义,B错误;H2SO4与浓度相等,设浓度均为mol/L,恰好中和时满足,即,得;又,因此恰好中和时,图③最高点在,C错误;物质能量越高,稳定性越差。由图④可知能量:,因此稳定性:,D正确;故选D。
3.(2026·福建漳州·一模)1,3-丁二烯()HBr按照1:1发生加成反应得到两种产物。能量变化与反应进程的关系如图所示。下列说法正确的是
A.1,3-丁二烯中键与键个数之比为3:2
B.增大,可以提高整体反应的速率
C.1,4-加成产物比1,2-加成产物稳定
D.1,3-丁二烯与HBr发生1,2-加成的反应热为
【答案】C
【解析】1,3-丁二烯结构为:单键均为键,每个双键含1个键和1个键。总共有9个键(6个键 + 3个键),2个键,键与π键个数比为,A错误;由图可知,第一步生成碳正离子中间体的活化能更大,是总反应的决速步(决定总反应速率),不参与第一步反应,因此增大无法提高整体反应速率,B错误;物质能量越低越稳定,由图可知:1,4-加成产物的能量低于1,2-加成产物,因此1,4-加成产物更稳定,C正确;反应热生成物总能量反应物总能量,根据盖斯定律,1,2-加成的反应热为,D错误;故选C。
4.(2026·广西河池·一模)已知液态乙醛分解反应的能量图如图所示,下列叙述错误的是
A.过程中存在非极性键和极性键的断裂,极性键的形成
B.基元反应①为决速反应
C.升高温度,活化分子数增加,活化能降低,反应速率加快
D.热化学方程式为
【答案】C
【解析】反应过程中断裂非极性键非极性键与极性键,形成等极性键,存在非极性键和极性键的断裂,极性键的形成,A正确;基元反应的活化能越高反应速率越慢,总反应速率由最慢的基元反应决定,基元反应①活化能更高,为决速反应,B正确;升高温度,活化分子百分数增加,单位体积内活化分子数增加,反应速率加快,但活化能是反应的固有属性,不会随温度升高而降低,C错误;总反应为,焓变,热化学方程式书写正确,D正确;故选 C。
5.(2026·重庆·阶段检测)标准摩尔生成焓是指由最稳定的单质生成纯物质时的反应焓变,单位为。已知部分物质在时的标准摩尔生成焓如下表:
物质
-110.5
-201.0
则反应的反应焓变(单位)为
A.+90.5 B.-90.5 C.+128.7 D.-128.7
【答案】B
【解析】代入反应焓变计算公式,,为稳定单质,其标准摩尔生成焓为0,代入数据得;故选B。
6.(2026·陕西宝鸡·二模)已知与HBr加成的“能量-反应进程”如图所示。T℃、10 min内,消耗amol/L与HBr完全反应得到3-溴-1-丁烯和1-溴-2-丁烯的比例8:2(设反应前后体积不变)。下列说法正确的是
A.HBr与生成+Br-为总反应的决速步
B.反应时间越长,加成得到的1-溴-2-丁烯的占比不变
C.HBr与
D.生成3-溴-1-丁烯的反应热为
E.生成1-溴-2-丁烯的平均速率为
【答案】A
【解析】总反应的决速步由活化能最大(反应速率最慢)的步骤决定;根据图示可知,第一步反应的过渡态能量在整个反应进程中最高,该步反应速率最慢,为总反应的决速步,故第一步即 HBr与生成 +Br-为总反应的决速步,A正确;根据图示可知,1-溴-2-丁烯的能量低,更稳定,因此反应时间越长,得到1-溴-2-丁烯的比例越大,B错误;设反应物能量为,中间产物能量为,生成物能量为,, ,,故生成3-溴-1-丁烯的反应热为ΔH1 + ΔH2,C错误;初始1,3−丁二烯浓度为,10min完全反应,产物3−溴−1−丁烯:1−溴−2−丁烯=8:2,因此生成1−溴−2−丁烯的浓度变化为,生成1-溴-2-丁烯的平均速率,D错误;故选A。
7.(2026·北京·一模)以NO和为原料生产是工业制硝酸的重要反应,反应分两步进行:
聚合:NO聚合生成
氧化:和生成
反应过程的能量变化如图所示,下列分析不正确的是
A.聚合、氧化均为放热反应
B.聚合的反应速率比氧化的反应速率快
C.是活化能,表示反应物分子断开全部化学键所需的能量
D.
【答案】C
【解析】由能量变化图可知:聚合反应生成物总能量低于反应物总能量,氧化反应生成物总能量也低于反应物总能量,因此两步均为放热反应,A正确;反应速率由活化能决定,活化能越小反应速率越快,聚合反应活化能为,氧化反应活化能为,根据图像可知大于,故聚合的反应速率比氧化的反应速率快,B正确;为聚合反应活化能,其表示的是反应物分子从常态转变为活化分子所需要的最低能量,是活化能,但活化能不表示反应物分子断开全部化学键所需的能量,C错误;根据盖斯定律,总反应焓变等于两步反应焓变之和:第一步聚合反应,第二步氧化反应,因此总反应,D正确;故选C。
8.(2026·重庆·模拟预测)氢氟酸是一种弱酸,其电离过程放热,已知下列反应。下列说法正确的是
①
②
③
④
A. B., C., D.,
【答案】B
【解析】反应②为强酸强碱的中和反应,中和反应都是放热反应,故;反应①为HF与OH⁻的中和反应,HF电离也放热,总放热量大于反应②,放热越多焓变越小,故,A错误;根据盖斯定律,反应③=反应①-反应②,因此焓变关系为,即,已知HF电离过程放热,故,B正确;HF电离放热,故;反应④是F⁻的水解反应,为反应①的逆过程,属于吸热反应,故,C错误;由可得,反应④是反应①的逆过程,故,且,D错误;故选B。
9.(2026·北京延庆·一模)依据图示关系,下列说法不正确的是
A.石墨燃烧是放热反应
B.
C.(石墨)和分别在足量中燃烧,全部转化为,前者放热多
D.化学反应的,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
【答案】C
【解析】石墨燃烧的,属于放热反应,A正确;根据盖斯定律,设反应①:,反应②:,①②,即可得到目标反应,焓变满足,B正确;1 mol C(石墨)完全燃烧生成放热;2 mol CO完全燃烧生成放热,后者放热更多,C错误;盖斯定律的核心结论是:化学反应的只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,D正确;故选C。
10.(2026·重庆·模拟预测)卤化铵的能量关系如图所示,下列说法正确的是
A.
B.,
C.相同条件下,
D.相同条件下,
【答案】C
【解析】由盖斯定律可知,Δ𝐻1+Δ𝐻2+Δ𝐻3+Δ𝐻4=Δ𝐻5,即Δ𝐻1+Δ𝐻2+Δ𝐻3+Δ𝐻4-Δ𝐻5=0,A错误;ΔH1:NH4X(s) 分解为气体,需要吸热,ΔH1 > 0;ΔH2:断裂 H-X 键吸热,即ΔH2 > 0,B错误; 同主族元素从上到下,元素非金属性减弱,简单气态氢化物稳定性减弱,则从上到下H-X共价键更易断裂,即键能:H-Cl > H-I,故,C正确;ΔH4表示 NH3(g) + H⁺(aq) → (aq),与阴离子X⁻无关,因此,D 错误;故选C。
11.(2026·浙江·二模)卤化铵()的能量关系如图所示,下列说法正确的是
A. B.
C.相同条件下,的比的大 D.相同条件下,的比的大
【答案】C
【解析】卤化铵的分解为吸热反应,ΔH2对应的为HX化学键断裂过程,断裂化学键吸收热量,焓变也为正值,则ΔH1>0、ΔH2>0,A错误;根据盖斯定律,总反应的焓变满足:,即,B错误;为断裂键的焓变,断键吸热,。原子半径小于,键的键能大于键,断裂键吸收的能量更多,因此相同条件下,的比的大,C正确;ΔH4为NH3(aq)与H+(aq)反应生成(aq)的焓变,与卤素原子种类无关,D错误;故选C。
12.(2026·河南·阶段检测)利用甲烷与水蒸气重整反应可制备氢气:,其反应过程和能量变化如图所示(图中所有物质均为气态)。下列说法中正确的是
A.根据图像无法判断该过程是吸热反应还是放热反应
B.根据图像可推知该反应需要在加热和催化剂条件下才能发生
C.恒温恒容条件下,反应容器内压强不再变化时反应已达限度
D.
【答案】C
【解析】由图可知,反应物的总能量低于生成物的总能量,该反应为吸热反应,可以根据图像判断该过程是吸热反应还是放热反应,A错误;由图可知,反应物的总能量低于生成物的总能量,该反应为吸热反应,但吸热反应不一定需要加热或使用催化剂才能发生,B错误;该反应是气体物质的量增大的反应,恒温恒容条件下发生反应,反应容器内压强增大,当反应容器内压强不再变化时反应已达限度,C正确;的ΔH=生成物总能量-反应物总能量=≠,D错误;故选C。
13.(2026·甘肃金昌·二模)在标准状况下,气态反应物、生成物及活化分子[A(B)表示“A+B→产物”的活化分子]的相对能量如表所示:
物质
NO(g)
NO2(g)
SO2(g)
SO3(g)
相对能量/(kJ·mol-1)
91.3
33.2
-296.8
-395.7
物质
O2(g)
O3(g)
NO(O3)
SO2(O3)
相对能量/(kJ·mol-1)
0
142.7
237.2
-96.1
下列说法错误的是。
A.NO2(g)+SO2(g)=NO(g)+SO3(g) ΔH=-40.8 kJ·mol-1
B.反应3O2(g)=2O3(g)能自发进行
C.相同条件下,SO2(g)+O3(g)⇌SO3(g)+O2(g)的反应速率比NO(g)+O3(g)⇌NO2(g)+O2(g)的小
D.1 mol NO2(g)的总键能大于1 mol NO(g)的总键能
【答案】B
【解析】NO2(g)+SO2(g)=NO(g)+SO3(g) ΔH=生成物总能量-反应物总能量=91.3 kJ·mol-1+(-395.7 kJ·mol-1)-[33.2 kJ·mol-1+(-296.8 kJ·mol-1)]=-40.8 kJ·mol-1,A正确;3O2(g)=2O3(g) ΔH=生成物总能量-反应物总能量=+285.4 kJ·mol-1>0,且ΔS<0,则任何温度下ΔH-TΔS>0,即反应3O2(g)=2O3(g)不能自发进行,B错误;反应SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)的活化能=活化分子的平均能量-总反应物的平均能量=-96.1 kJ·mol-1-(-296.8 kJ·mol-1+142.7 kJ·mol-1)=58 kJ·mol-1,反应NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)的活化能为237.2 kJ·mol-1-(91.3 kJ·mol-1+142.7 kJ·mol-1)=3.2 kJ·mol-1<58 kJ·mol-1,反应的活化能越高,反应速率越小,则相同条件下,SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)的反应速率比NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)的反应速率小,C正确;反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=生成物总能量-反应物总能量=2×33.2 kJ·mol-1-2×91.3 kJ·mol-1-0 kJ·mol-1=-116.2 kJ·mol-1,为放热反应,ΔH=反应物总键能-生成物总键能,则该反应的反应物总键能小于生成物总键能,即1 mol NO(g)和0.5 mol O2(g)的总键能小于1 mol NO2(g)的总键能,所以1 mol NO2(g)的总键能大于1 mol NO(g)的总键能,D正确;故选C。
14.(2026·重庆·三模)已知下列反应:
①
②
③
则反应的为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据盖斯定律计算得到目标反应的为,不是,A错误;由反应③ + 反应① - 2×反应②可得目标反应,计算得,B正确;目标反应与已知反应的计量数完全匹配,不需要乘以,C错误;目标反应与已知反应的计量数完全匹配,不需要乘以,D错误;故选B。
15.(2026·河南开封·一模)设想NaCl固体溶于水的过程分两步实现,能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.溶解时溶液温度升高
B.根据盖斯定律可知:
C.相同条件下,,则
D.该溶解过程的能量变化,与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关
【答案】D
【解析】NaCl 固体溶解的总焓变,其中,说明总过程是吸热的,溶解时溶液温度会降低,而非升高,A 错误;为 NaCl 固体直接溶于水的焓变(); ,为破坏离子键的能量;,为离子水合释放的能量。根据盖斯定律得,即,得,因此,B 错误;K+半径比 Na+大,离子键更弱,KCl 的晶格能比 NaCl 小,因此 KCl 分解为气态离子的吸热更少,,C 错误;溶解过程的能量变化,本质上是 NaCl 固体中的离子键被破坏,同时离子与水分子形成新的作用力(水合作用),因此与 NaCl 固体和溶液中微粒间作用力的强弱直接相关,D正确;故选D。
16.(2026·重庆·阶段检测)下图为两种制备硫酸的途径(反应条件略)。下列说法错误的
A.硫在过量的氧气中燃烧产物是
B.
C. ;可代表的燃烧热
D.若,则为放热反应
【答案】C
【解析】硫无论氧气是否过量,燃烧直接产物都是,需要在催化加热条件下才能转化为,A正确;对应反应:,对应反应:, 固体硫变为气态硫需要吸热,因此(),两个燃烧反应都是放热反应,均为负值,气态硫燃烧放出热量更多,因此,即,B正确;燃烧热的定义是:101kPa下,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物放出的热量,硫燃烧的指定产物为气体,该反应产物为液态,不符合燃烧热的定义,C错误;根据盖斯定律: 总反应:, , 目标反应 的,已知,因此,该反应为放热反应,D正确;故选C。
17.(2026·内蒙古赤峰·一模)一定条件下,1-苯基丙炔与的催化加成反应以及不同温度相同时间内产物占比如下所示。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
温度
产物Ⅰ
产物Ⅱ
96%
4%
7%
93%
已知产物Ⅱ比产物Ⅰ稳定。下列说法正确的是
A.反应焓变:
B.反应活化能:反应Ⅰ反应Ⅱ
C.使用更优良的催化剂可改变平衡时产物Ⅰ和产物Ⅱ的比例
D.选择合适温度和较短反应时间,可获得更高产率的产物Ⅰ
【答案】D
【解析】根据题目,产物II比产物I更稳定,说明产物II的能量更低,由于两个反应都是放热反应(ΔH < 0),更稳定的产物对应的反应放热更多,ΔH更小,因此,,A错误;根据表格数据,在20℃时,产物I占96%,说明在低温下,反应I的速率远快于反应II,活化能:反应I<反应II,B错误;催化剂只能改变反应速率,不能改变平衡常数,因此不能改变平衡时产物Ⅰ和产物Ⅱ的比例,C错误;根据表格数据,在20℃时,产物Ⅰ的占比为96%,产物Ⅱ的占比为4%。在60℃时,产物Ⅰ的占比为7%,产物Ⅱ的占比为93%,这表明低温有利于产物Ⅰ的生成,高温有利于产物Ⅱ的生成,因此,选择较低温度(如20℃)并控制较短反应时间,可以获得更高产率的产物Ⅰ,D正确;故选D。
18.(2026·重庆·三模)氮氧化物是工业生产的原料,也是大气污染物,研究氮氧化物的相关反应机理非常有意义。已知:
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
则反应的
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】目标反应无、、,需通过运算消去这三类物质:
反应I乘以2得:,
上式减去反应Ⅱ,消去和,得:,
上式减去反应Ⅲ×7,消去,得:,
整体除以3得到目标反应,故。故选A。
19.(2026·浙江·一模)下列反应均能自发进行,相关判断不正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】 已知反应①需要放电条件下能自发进行,该反应为吸热反应,可知;反应③能自发进行,,故,反应④能自发进行,,故;利用盖斯定律将(反应③-反应④)得到反应① ,从而得出,A正确;能自发进行,,因,故,B正确;反应③能自发进行,,故,反应⑤能自发进行,,故。利用盖斯定律将(反应③-反应⑤)得到反应① ,从而得出,C正确;已知反应①,反应④,反应⑥,运用盖斯定律将反应⑥-反应④+反应①,得到反应,该反应不是反应②扩大2倍的反应,故,D错误;故选D。
20.(2026·浙江·一模)相同温度和压强下,已知下列反应均能自发进行,下列判断正确的是
A., B.
C. D.
【答案】C
【解析】石墨完全燃烧生成CO2为放热反应,ΔH1<0;能自发进行,根据自发反应的判断依据ΔG=ΔH−TΔS<0,该反应ΔS<0(气体物质的量减少),所以ΔH3<0,A错误;ΔH1是C(石墨)→CO2的焓变,ΔH2是CO→CO2的焓变,因C(石墨)→CO2释放热量更多,ΔH1<ΔH2,B错误;根据盖斯定律,ΔH3=ΔH4+ΔH2−ΔH1,因ΔH1<ΔH2,ΔH2−ΔH1>0,故ΔH3>ΔH4,C正确;根据盖斯定律,ΔH3=ΔH4+ΔH2−ΔH1,ΔH1−ΔH2−ΔH3+ΔH4=2(ΔH1−ΔH2)≠0,D错误;故选C。
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第01讲 化学反应的热效应
目 录
真题·命题感知
进阶·强化演练
考向01 考查化学键键能与反应热
考向02 考查能量变化的图像
考向03 反应机理与能量变化
考向04 盖斯定律及其应用
考向05 热化学方程式的正误判断
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真题·命题感知
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
命题情境
本题以教材中“简易量热计”为实验载体,考查物质反应中热量变化的测量适宜性,体现“科学探究与创新意识”的核心素养。命题将无机元素性质(BaO、Al、ZnO、KOH)与热化学实验原理深度融合,重点考查反应过程中“气体逸出”对热量测量准确性的干扰。该情境贴近高中化学实验教学实际,要求学生不仅熟知各物质的化学性质,更要从“热量损失”的微观视角分析实验方案的可行性,体现了新高考对实验方案评价能力的重视。
解题方法
解答本题的关键是紧抓“量热计测定反应热”的两个核心条件:①反应必须在溶液或液相中进行,便于热量传递与测量;②反应过程中不能有大量气体产生,否则气体会带走热量造成显著误差。依此逐项排查:BaO与水、ZnO与酸、KOH与盐酸均无气体生成,适宜;而Al与NaOH溶液反应产生H2,气体逸出会带走大量热,导致ΔH测定值偏小(绝对值偏小),故不适宜。对于此类实验适宜性判断题,建议采用“先定性排除气体干扰项,再比较放热过程是否在溶液中进行”的两步法快速解题。
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)
命题情境
本题以丙烷光氯化生成一氯代物的竞争反应为背景,融合了“反应速率理论(活化能)”“化学键能与反应选择性”“盖斯定律与反应进度”以及“同系物类推分析”等多维度考点。该情境源自有机化学中的自由基取代反应机理,命题巧妙地将微观键能差异与宏观产物比例建立定量联系,要求学生具备从“反应结果”反推“反应过程本质”的分析能力,充分体现了“证据推理与模型认知”的学科核心素养。
解题方法
解答本题需围绕“动力学控制”这一主线展开:产物比例直接反映各平行反应的相对速率,而相对速率又取决于各反应路径的活化能大小。处理此类竞争反应焓变问题,务必按“各路径实际发生量”加权求和。
3.(2025·浙江·高考真题)下列反应均能自发进行,相关判断不正确的是
A. B. C. D.
命题情境
本题以一组酸碱反应和氧化物反应的热化学方程式为载体,利用盖斯定律进行多个ΔH大小关系的逻辑推导。该情境的特点在于所有反应均为放热反应,却要求通过“反应相减构建新反应”来判断ΔH的差值符号,考查学生对盖斯定律的灵活运用以及对“反应热大小比较”中“放热越多ΔH越小”这一基本规则的深刻理解。试题呈现出“多方程式、多选项、强逻辑”的特点,体现了对“变化观念与平衡思想”的深度考查。
解题方法
解答此类多方程式比较题,核心策略是利用盖斯定律将目标差值转化为一个已知热效应的新反应。例如判断ΔH2−ΔH3>0,可将③−②得到Na2O(s)+H2O(l)=2NaOH(s),该反应为放热反应,ΔH<0,即ΔH3−ΔH2<0,故ΔH2−ΔH3>0。同理,判断ΔH3−ΔH4,可将④−③得到⑤,即SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l),该反应是放热反应(ΔH5<0),故ΔH4−ΔH3<0,即ΔH3−ΔH4>0。核心技巧是:将待比较的两个ΔH作差,通过方程式的线性组合(减法)构造出一个已知热效应的标准反应(如中和、化合、溶解等),再根据其放热或吸热性质直接判定符号。
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.
命题情境
本题以火箭燃料肼的燃烧反应为背景,提供三个已知热化学方程式,要求通过盖斯定律计算目标反应的焓变。该情境具有鲜明的“科技前沿”与“能源化学”色彩,将基础热化学知识与航天推进剂的实际应用相结合,体现了化学学科的社会价值。命题在方程式系数处理上设置了障碍,要求学生熟练进行方程式的“乘除”与“加减”运算,考查了数学工具在化学计算中的迁移应用能力。
解题方法
解答盖斯定律计算题,可采用“目标方程式拆解法”:先写出目标方程式,观察各物质在已知方程式中的位置和系数。避坑要点:①注意方程式的方向(逆向则ΔH变号);②注意系数倍数(乘除时ΔH同步变化);③最终务必检查目标方程式中各物质的系数是否为最简整数比或题目给定系数,避免漏乘或错乘系数。
进阶·强化演练
考向01 考查化学键键能与反应热
1.(2026·重庆江津·三模)如图为P4O6和P4O10的分子结构,已知化学键变化时伴随的能量变化为:断裂1 mol O=O吸收498 kJ的热量,断裂1 mol P=O吸收585 kJ的热量,则反应的反应热ΔH为
A.-3336 kJ·mol-1 B.-996 kJ·mol-1 C.-1344 kJ·mol-1 D.-174 kJ·mol-1
2.(2026·云南昆明·模拟预测)标准状态下,下列物质气态时的相对能量如下表:
物质
O
HO
HOO
能量
249
39
10
0
0
可根据计算出中氧氧单键的键能为。下列说法正确的是
A.的燃烧热
B.的键能大于中氧氧单键的键能的两倍
C.解离氧氧单键所需能量:
D.在任意温度下自发进行
3.(2026·海南海口·模拟预测)已知几种共价键的键能数据如下:
共价键
C=O
H-H
C-H
C-O
O-H
键能/()
799
436
413
358
463
根据键能数据计算反应的等于
A. B. C. D.
4.工业合成氨反应中,相关化学键的键能数据如下表:
化学键
键能
946
436.0
390.8
计算反应热:
A. B. C. D.
考向02 考查能量变化的图像
1.(2026·重庆·模拟预测)下表为某些化学键的键能:
化学键
N-N
N-H
键能(kJ/mol)
154
500
942
已知火箭燃料肼(N2H4)有关化学反应的能量变化如图所示,则下列说法不正确的是
A.相同条件下N2比O2稳定
B.表中的x=391
C.
D.图中的
2.(2026·海南儋州·二模)恒压下,由最稳定的单质生成1 mol某纯物质时的焓变,叫做该物质的标准摩尔生成焓,用()表示,有关物质的如图所示。
下列有关判断正确的是
A.H2O(l)的
B.金刚石比石墨稳定
C.金刚石的燃烧热为393.5 kJ·mol-1
D.1 mol石墨与O2(g)的键能之和大于2 mol CO的键能之和
3.(2026·浙江温州·模拟预测)研究表明,在一定条件下,气态与两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.比更稳定
B.转化为需要吸收的热量
C.断开中所有化学键需要放出的热量
D.转化为一定要高温条件下进行
4.(2026·浙江温州·模拟预测)利用含碳化合物合成新燃料是发展低碳经济的重要方法,已知:是合成甲醇(CH3OH)的反应,该反应过程的能量变化如图所示,下列判断正确的是
A.断裂化学键吸收的总能量比形成化学键释放的总能量少
B.用碳和水蒸气制备原料气CO、H2的反应属于放热反应
C.若该反应生成液态的CH3OH,则放出的热量更少
D.在1 L密闭容器中,充入1 mol CO(g)和2 mol H2(g)合成CH3OH (g),最终释放出91 kJ的热量
考向03 反应机理与能量变化
1.(2026·湖北武汉·阶段检测)已知的反应机理分步进行:①,②,各物质均为气态。其反应过程能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.是反应①的活化能 B.的焓变
C.第二步反应是该反应的决速步 D.气体C很易大量累积
2.(2026·湖南长沙·模拟预测)一定条件下,2,3-二甲基-1,3-丁二烯与溴单质发生液相加成反应分两步进行,第一步生成中间体M,第二步生成产物Z或W,反应机理及反应进程与能量变化关系如图所示。
下列说法错误的是
A.该二烯烃与溴单质生成Z或W的反应均为放热反应
B.达到平衡时,Z的含量小于W
C.达到平衡后,恒温条件下加入液溴,减小
D.低温条件下,反应开始后短时间内Z为主要产物
3.(2026·内蒙古兴安·二模)标准状态下,气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下(已知和的相对能量为0),下列说法正确的是
A.
B.可计算Cl-Cl键能为
C.相同条件下,的平衡转化率:历程Ⅱ<历程Ⅰ
D.历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为:
4.(2026·河南濮阳·一模)肼在不同条件下的分解产物不同,时在Cu表面分解的机理如图1所示。已知时:反应I:
反应II:
下列说法不正确的是
A.图1所示过程①是放热反应,过程②是吸热反应
B.反应II的能量变化如图2所示
C.时,肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为
D.断开中的化学键吸收的能量大于形成和中的化学键释放的能量
考向04 盖斯定律及其应用
1.(2026·重庆九龙坡·一模)标准状态下,由指定单质生成1mol某物质的化学反应焓变,称为该物质的标准摩尔生成焓(单质的标准摩尔生成焓为0)。已知: 部分物质标准摩尔生成焓如下表,为
物质
标准摩尔生成焓()
-235.10
-442.92
A. B.
C. D.
2.(2026·重庆·模拟预测)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),已知的燃烧热为,则反应 的反应热为
A. B.
C. D.
3.(2026·陕西商洛·模拟预测)已知反应:
①
②
③
④
下列说法正确的是
A.
B.为乙醇的摩尔燃烧焓
C.若,则反应③在高温下自发进行
D.在反应中适量加入催化剂可有效增大的值
4.(2026·浙江杭州·二模)酸催化下与混合溶液的反应:
已知:
下列说法正确的是
A.
B.室温下,若,则溶解度:
C.其他条件不变时,将换成,反应速率减慢
D.溶解过程的能量变化,取决于固体中微粒间作用力的强弱
考向04 热化学方程式的正误判断
1.(2026·新疆·一模)一种捕获并利用的方法是将催化加氢合成,其过程中主要发生如下反应:
I.
Ⅱ.
下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
2.(2026·河北·一模)氢气是具有发展前景的绿色能源,科研人员研究通过多种途径获取氢气,以下是其中三种途径:
①光照催化水分解:
②焦炭与水高温反应:
③甲烷与水高温反应:
下列说法或热化学方程式正确的是
A.已知,则
B.
C.反应③如果使用催化剂,减小
D.反应
3.下列有关热化学方程式的评价合理的是
实验事实
热化学方程式
评价
A
已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1稀硫酸与稀氢氧化钡溶液混合
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1
正确
B
醋酸与稀氢氧化钠溶液混合
CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
正确
C
160 g SO3与适量水恰好完全反应生成H2SO4,放出热量260.6 kJ
SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq) ΔH=-130.3 kJ·mol-1
不正确;因为反应热ΔH=-260.6 kJ·mol-1
D
已知25 ℃、101 kPa下,120 g C(s)完全燃烧放出热量3935 kJ
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=393.5 kJ·mol-1
不正确;ΔH应为-393.5 kJ·mol-1
A.A B.B C.C D.D
4.(2026·云南·二模)丙烯是有机化工中的重要原料,以金属Pt为催化剂,丙烷直接脱氢工艺制备。存在以下两个反应:
主反应:
副反应:,
其主反应中有关物质的燃烧热数据如下:
物质
燃烧热
下列有关说法错误的是
A.主反应的
B.主反应自发进行的条件是高温
C.催化剂Pt可以降低主反应活化能,但不改变
D.燃烧热的热化学方程式:
拔高·模拟预测
1.(2026·浙江·一模)已知 ,下列说法正确的是
A.稀硫酸与氢氧化钡稀溶液反应的热化学方程式为
B.已知的燃烧热,则
C.已知 ,则
D.已知 , ,则
2.(2026·江西景德镇·一模)下列选项正确的是
A.图①可表示 的能量变化
B.图②中表示碳的燃烧热
C.实验的环境温度为20℃,将物质的量浓度相等、体积分别为、的、溶液混合,测得混合液最高温度如图③所示
D.某反应过程中的能量变化曲线如图④所示,可知反应由两步构成:;稳定性:
3.(2026·福建漳州·一模)1,3-丁二烯()HBr按照1:1发生加成反应得到两种产物。能量变化与反应进程的关系如图所示。下列说法正确的是
A.1,3-丁二烯中键与键个数之比为3:2
B.增大,可以提高整体反应的速率
C.1,4-加成产物比1,2-加成产物稳定
D.1,3-丁二烯与HBr发生1,2-加成的反应热为
4.(2026·广西河池·一模)已知液态乙醛分解反应的能量图如图所示,下列叙述错误的是
A.过程中存在非极性键和极性键的断裂,极性键的形成
B.基元反应①为决速反应
C.升高温度,活化分子数增加,活化能降低,反应速率加快
D.热化学方程式为
5.(2026·重庆·阶段检测)标准摩尔生成焓是指由最稳定的单质生成纯物质时的反应焓变,单位为。已知部分物质在时的标准摩尔生成焓如下表:
物质
-110.5
-201.0
则反应的反应焓变(单位)为
A.+90.5 B.-90.5 C.+128.7 D.-128.7
6.(2026·陕西宝鸡·二模)已知与HBr加成的“能量-反应进程”如图所示。T℃、10 min内,消耗amol/L与HBr完全反应得到3-溴-1-丁烯和1-溴-2-丁烯的比例8:2(设反应前后体积不变)。下列说法正确的是
A.HBr与生成+Br-为总反应的决速步
B.反应时间越长,加成得到的1-溴-2-丁烯的占比不变
C.HBr与
D.生成3-溴-1-丁烯的反应热为
E.生成1-溴-2-丁烯的平均速率为
7.(2026·北京·一模)以NO和为原料生产是工业制硝酸的重要反应,反应分两步进行:
聚合:NO聚合生成
氧化:和生成
反应过程的能量变化如图所示,下列分析不正确的是
A.聚合、氧化均为放热反应
B.聚合的反应速率比氧化的反应速率快
C.是活化能,表示反应物分子断开全部化学键所需的能量
D.
8.(2026·重庆·模拟预测)氢氟酸是一种弱酸,其电离过程放热,已知下列反应。下列说法正确的是
①
②
③
④
A. B., C., D.,
9.(2026·北京延庆·一模)依据图示关系,下列说法不正确的是
A.石墨燃烧是放热反应
B.
C.(石墨)和分别在足量中燃烧,全部转化为,前者放热多
D.化学反应的,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
10.(2026·重庆·模拟预测)卤化铵的能量关系如图所示,下列说法正确的是
A.
B.,
C.相同条件下,
D.相同条件下,
11.(2026·浙江·二模)卤化铵()的能量关系如图所示,下列说法正确的是
A. B.
C.相同条件下,的比的大 D.相同条件下,的比的大
12.(2026·河南·阶段检测)利用甲烷与水蒸气重整反应可制备氢气:,其反应过程和能量变化如图所示(图中所有物质均为气态)。下列说法中正确的是
A.根据图像无法判断该过程是吸热反应还是放热反应
B.根据图像可推知该反应需要在加热和催化剂条件下才能发生
C.恒温恒容条件下,反应容器内压强不再变化时反应已达限度
D.
13.(2026·甘肃金昌·二模)在标准状况下,气态反应物、生成物及活化分子[A(B)表示“A+B→产物”的活化分子]的相对能量如表所示:
物质
NO(g)
NO2(g)
SO2(g)
SO3(g)
相对能量/(kJ·mol-1)
91.3
33.2
-296.8
-395.7
物质
O2(g)
O3(g)
NO(O3)
SO2(O3)
相对能量/(kJ·mol-1)
0
142.7
237.2
-96.1
下列说法错误的是。
A.NO2(g)+SO2(g)=NO(g)+SO3(g) ΔH=-40.8 kJ·mol-1
B.反应3O2(g)=2O3(g)能自发进行
C.相同条件下,SO2(g)+O3(g)⇌SO3(g)+O2(g)的反应速率比NO(g)+O3(g)⇌NO2(g)+O2(g)的小
D.1 mol NO2(g)的总键能大于1 mol NO(g)的总键能
14.(2026·重庆·三模)已知下列反应:
①
②
③
则反应的为
A. B. C. D.
15.(2026·河南开封·一模)设想NaCl固体溶于水的过程分两步实现,能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.溶解时溶液温度升高
B.根据盖斯定律可知:
C.相同条件下,,则
D.该溶解过程的能量变化,与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关
16.(2026·重庆·阶段检测)下图为两种制备硫酸的途径(反应条件略)。下列说法错误的
A.硫在过量的氧气中燃烧产物是
B.
C. ;可代表的燃烧热
D.若,则为放热反应
17.(2026·内蒙古赤峰·一模)一定条件下,1-苯基丙炔与的催化加成反应以及不同温度相同时间内产物占比如下所示。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
温度
产物Ⅰ
产物Ⅱ
96%
4%
7%
93%
已知产物Ⅱ比产物Ⅰ稳定。下列说法正确的是
A.反应焓变:
B.反应活化能:反应Ⅰ反应Ⅱ
C.使用更优良的催化剂可改变平衡时产物Ⅰ和产物Ⅱ的比例
D.选择合适温度和较短反应时间,可获得更高产率的产物Ⅰ
18.(2026·重庆·三模)氮氧化物是工业生产的原料,也是大气污染物,研究氮氧化物的相关反应机理非常有意义。已知:
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
则反应的
A. B.
C. D.
19.(2026·浙江·一模)下列反应均能自发进行,相关判断不正确的是
A. B.
C. D.
20.(2026·浙江·一模)相同温度和压强下,已知下列反应均能自发进行,下列判断正确的是
A., B.
C. D.
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