专题02 反应过程与能量变化图像分析(重难点专练)化学鲁科版选择性必修1
2026-08-31
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摘要:
**基本信息**
聚焦反应能量变化核心素养,通过概念辨析、图像分析和定量计算三维度构建知识体系,强化化学观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|焓变和反应热|3题|概念辨析+条件判断|从反应热与焓变定义出发,构建恒压条件下能量关系认知|
|反应热与化学键|3题|键能计算+生成焓应用|通过键能数据推导反应热,建立微观键能与宏观能量变化关联|
|能量变化图像|9题|多过程对比+机理分析|整合反应历程与能量图像,培养基于图像的证据推理能力|
内容正文:
专题02 反应过程与能量变化图像分析
类型一 焓变和反应热
1.(25-26高二上·河北保定·阶段检测)下列关于化学反应热(Q)与焓变(ΔH)关系的说法,正确的是
A.在恒压且不做非体积功的条件下,化学反应的反应热Q等于该反应的焓变ΔH,此时ΔH的正负可直接表示反应是放热还是吸热
B.对于任意化学反应,其焓变ΔH的数值一定等于反应热Q,因此ΔH和Q的单位相同且物理意义完全一致
C.若某化学反应的,则该反应在任何条件下的反应热Q都等于,且反应一定为吸热反应
D.当化学反应体系的压强发生变化时,反应热Q的数值一定不等于焓变ΔH,且ΔH的大小会随压强的改变而显著变化
2.(25-26高二上·上海嘉定·阶段检测)反应能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.因为是分解反应,所以该反应吸热
B.由途径a变成b改变了该反应的焓变
C.1mol的能量高于1mol的能量
D.该反应说明比稳定
3.下列关于反应热和焓变的理解正确的是
A.化学反应的焓变都等于反应热
B.焓变单位是,是指1 mol物质参加反应时的能量变化
C.化学反应的反应热都可以通过实验直接测量
D.当反应体系放热(吸热)时,其焓减小(增大),()
类型二 反应热与化学键
4.(25-26高二上·安徽宣城·阶段检测)NF3是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体,在空气中性质稳定。其中N-F键能为283kJ·mol,测得断裂氮气、氟气中的化学键所需的能量如图。下列说法错误的是
A.相同条件下,N2化学性质比F2更稳定
B.氮气和氟气的能量总和比NF3低
C.N2(g)+3F2(g)2NF3(g)ΔH=-287.6kJ·mol-1
D.NF3在大气中性质比较稳定,不易发生化学反应
5.(25-26高二上·河北秦皇岛·阶段检测)甲烷选择性氧化是一种原子利用率高的制备甲醇的方法,其反应为 。某些常见化学键的键能数据如下表。
化学键
H-O
O=O
C-H
键能/()
463
498
413
则中的键能为
A. B. C. D.
6.(25-26高二上·甘肃白银·期中)已知:在标准压强(100kPa)下,由最稳定的单质合成1mol物质B的反应焓变,叫做物质B的标准摩尔生成焓,用表示。部分物质的标准摩尔生成焓数据如下表所示,下列说法正确的是:
物质
C2H6(g)
C2H4(g)
C2H2(g)
(kJ·mol-1)
-84.7
+52.3
+226.7
A.C2H2(g)的
B.C2H4(g)比C2H2(g)稳定
C.C2H6(g)的键能小于C2H4(g)与H2(g)的键能之和
D.C2H2(g)的标准燃烧热为-1300 kJ·mol-1
类型三 能量变化图像
7.(25-26高二上·湖北黄冈·阶段检测)肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同,200 ℃时在Cu表面分解的机理如图1,已知200 ℃时:
反应Ⅰ:3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g) ΔH1=-32.9 kJ·mol-1
反应Ⅱ:N2H4(g)+H2(g)=2NH3(g) ΔH2=-41.8 kJ·mol-1
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的能量过程示意图如图2所示
C.断开3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量大于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)中的化学键释放的能量
D.200 ℃时,1 mol N2H4(g)和1 mol H2(g)具有的能量大于2 mol NH3(g)具有的能量
8.(25-26高一下·辽宁沈阳·阶段检测)下列图示与对应的叙述不相符的是
A.(a)图可表示盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化
B.通过(b)图可知石墨比金刚石稳定
C.由(c)图可知,若在密闭容器中加入2 mol (g)和4 mol (g)充分反应放出的热量为(a-b)/2 kJ,此时的转化率为50%
D.由(d)图可知,A与C的能量差为:E4-E1-E3+E2
9.(24-25高二上·安徽黄山·期中)利用下列反应可减少排放,是实现“双碳”目标的途径之一。
我国学者发现时,在铜催化剂上二氧化碳加氢的反应机理如下,其中反应Ⅰ为慢反应。
Ⅰ.
Ⅱ.
下列反应进程示意图(各物质均为气态)符合题意的是
A. B.
C. D.
1.(25-26高二上·浙江温州·期中)101 kPa时,测得如下能量关系示意图,判断下列说法正确的是
A.CO的燃烧热
B.反应中,生成物的总能量大于反应物的总能量
C.由的热化学方程式为:
D.与的能量之和为393.5 kJ
2.(2025高三下·浙江杭州·学业考试)已知断开1 mol Cl2(g)中的化学键需要吸收242.7 kJ的能量。根据反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量变化示意图,下列说法不正确的是
A.H2(g)和Cl2(g)反应形成2 mol HCl(g)释放184.4 kJ的能量
B.1 mol HCl(g)反应形成H2(g)和Cl2(g)吸收92.2 kJ的能量
C.断裂化学键所需的能量:1 mol HCl(l)大于断裂1 mol HCl(g)
D.断开1 mol H2(g)中的化学键需要吸收436.4 kJ的能量
3.(24-25高一上·湖南邵阳·期末)理论研究表明,在101kPa和298K下,异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.1molHCN(g)的能量小于1molHNC(g)的能量
B.1molHCN(s)转化为1molHNC(g)需吸收59.3kJ热量
C.该异构化反应只有在加热条件下才能进行
D.该反应为吸热反应,1molHNC的总键能比1molHCN的总键能大
4.(【育博苑】1.1.1化学反应的反应热)H2和I2在一定条件下能发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g) Q=-a kJ·mol-1
已知:(a、b、c均大于零)
下列说法不正确的是
A.反应物的总能量高于反应产物的总能量
B.断开1 mol H—H键和1 mol I—I键所需能量大于断开2 mol H—I键所需能量
C.断开2 mol H—I键所需能量为(c+b+a)kJ
D.断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量
5.(25-26高二上·河北保定·阶段检测)已知在25℃、101kPa下,氢气与碘蒸气反应的热化学方程式为。下列关于该热化学方程式的理解,正确的是
A.25℃、101kPa时,1 mol H2(g)和1 mol I2(g)混合发生反应,释放的热量恰好为11 kJ
B.若2 mol H2(g)和2 mol I2(g)反应生成4 mol HI(g)时,ΔH为-22kJmol-1
C.根据已知反应可知,
D.反应热单位“kJmol-1”中“mol-1”指“1 mol H2(g)和1 mol I2(g)反应生成2 mol HI(g)”
6.(25-26高二上·天津·阶段检测)下列说法正确的是
A.已知 ,则氢气的燃烧热为
B.、完全反应,放出热量,则
C.白磷比红磷能量多,则(白磷,s)(红磷,s)
D.1 mol HBr(g)分解吸收的热量比分解吸收的热量多,所以比稳定
7.(25-26高一下·重庆·阶段检测)盖斯定律是化学热力学发展的基础,至今仍有广泛的应用。请回答下列问题:
(1)已知: 。
①的________。
②若断裂1 mol 、1 mol 需要吸收的能量分别为436 kJ、431 kJ,则断裂1 mol 需要吸收的能量为_________kJ。
(2)几种物质转化时的能量变化关系如图所示。
①的燃烧热__________。
②根据图中相关信息,写出和反应生成2 mol 的热化学方程式:___________。
③反应中,反应物的化学键断裂吸收的总能量__________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的化学键形成释放的总能量。
(3)用将HCl转化为,可提高经济效益,减少环境污染,其反应原理如图所示。已知反应Ⅰ中,每转移个电子,释放的能量为a kJ;反应Ⅱ中,每消耗0.1 mol HCl,释放的能量为b kJ。
①反应Ⅰ中,__________(填化学式)作还原剂。
②反应Ⅱ中,每生成18 g ,释放的能量为__________(用含有b的式子表示)kJ。
③写出与反应生成1 mol 的热化学方程式:__________(用含有a和b的式子表示)。
8.(25-26高二上·天津·阶段检测)热量的释放或吸收是化学反应中能量变化的常见形式。
(1)通常把拆开1mol某化学键吸收的能量看作是该化学键的键能。下表是常见的键能数据,已知合成氨反应, ,则a为___________。
化学键
键能(kJ/mol)
386
946
a
(2)根据图象写出以、为原料生产尿素的热化学方程式为:___________(反应热用、、或表示)。
1.(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.
2.(2026·云南昭通·二模)下列说法正确的是
A.反应热ΔH的单位为kJ
B.ΔH<0的反应是放热反应
C.表明吸热反应的反应式,不用写“”
D.生成物的总焓(能量)大于反应物的总焓时,ΔH<0
3.(25-26高二上·河北·期末)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
4.(2025·四川攀枝花·一模)第十四届全国人民代表大会第三次会议在北京召开,《政府工作报告》指出“加强污染防治和生态建设。持续深入推进蓝天、碧水、净土保卫战。”工业上常用在复合组分的催化剂作用下还原大气污染物,生成固体,同时生成和液态 。已知一些物质的燃烧热如下表所示:
物质
燃烧热/
下列说法正确的是
A.燃烧生成,放出的热量
B.
C.同一条件下,相同质量的完全燃烧放出的热量比多
D.的,其反应物的键能之和小于生成物的键能之和
5.(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
6.(2026·重庆·模拟预测)下表为某些化学键的键能化学键键能:
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
7.(2026·重庆沙坪坝·模拟预测)丙烷是天然气的常见成分之一,其燃烧的热化学方程式如下:
若1 mol水蒸气转化为液态水放出akJ热量,C-C键能为,C-H键能为,O=O键能为,C=O键能为,H-O键能为,则为
A. B.
C. D.
8.(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
9.(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.
10.(2026·北京丰台·一模)煤的气化是将煤转化为水煤气(主要成分为和)的过程: ,这是实现煤的综合利用的一种重要途径。
已知:
①
②
③
下列说法不正确的是
A.反应①中,1 mol (g)完全燃烧释放的热量大于a kJ
B.反应②中,反应物的化学键的键能之和小于产物的化学键的键能之和
C.制备水煤气的热化学方程式为:
D.根据盖斯定律,煤直接燃烧放出的热量与水煤气燃烧放出的热量相同
11.(2026·重庆·一模)根据玻恩-哈伯循环图,部分反应的如下表所示,则Li的第一电离能为
数值
-616
+161
+79
-328
-1047
A. B. C. D.
12.(2025·甘肃武威·模拟预测) 在足量中燃烧过程中的能量变化如图所示,下列有关说法正确的是
A. ΔH
B. ΔH
C.甲和乙中的物质所具有的总能量关系为:甲乙
D.若产物为液态水,则过程 中释放的能量小于
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专题02
类型一焓变和反应热
1.A
2.c
3.D
类型二反应热与化学键
4.B
5.B
6.B
类型三能量变化图像
7.c
8.C
9.B
1.A
2.C
3.A
4.8
5.D
6.C
7.(1)
-183
243
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反应过程与能量变化图像分析
题组A
类型突破
题组B能力进阶
112
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(2)
-282.9
Cs+CO,(g)=2COg)H=+172.3 kJ-mol
(3)
CuCl,
20b
2HCI(gggCgAH
8.(1)426
(2)2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)AH=(Ea1+Ea3-Ea2
题组C高考挑战
1.B
2.B
3.D
4.D
5.A
6.C
7.B
8.C
9.A
10.D
11.D
12.B
2/2
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小于
-2a+20bkJ·mol1
Eaa)kJ.mol
专题02 反应过程与能量变化图像分析
类型一 焓变和反应热
1.(25-26高二上·河北保定·阶段检测)下列关于化学反应热(Q)与焓变(ΔH)关系的说法,正确的是
A.在恒压且不做非体积功的条件下,化学反应的反应热Q等于该反应的焓变ΔH,此时ΔH的正负可直接表示反应是放热还是吸热
B.对于任意化学反应,其焓变ΔH的数值一定等于反应热Q,因此ΔH和Q的单位相同且物理意义完全一致
C.若某化学反应的,则该反应在任何条件下的反应热Q都等于,且反应一定为吸热反应
D.当化学反应体系的压强发生变化时,反应热Q的数值一定不等于焓变ΔH,且ΔH的大小会随压强的改变而显著变化
【答案】A
【解析】A.明确焓变(ΔH)的定义,在恒压、不做非体积功的条件下,化学反应的焓变等于反应热(ΔH=Q)。此时ΔH<0表示反应放热,ΔH>0表示反应吸热,正负号可直接反映反应的热量变化,A符合题意;
B.ΔH与Q的关系受反应条件限制,仅在恒压且不做非体积功时ΔH=Q;在恒容条件下,反应热Q不等于ΔH(Q=ΔU,ΔU为内能变化)。二者单位虽均为“kJ·mol-1”,但物理意义不同:ΔH是状态函数(仅与始态、终态有关)。Q是过程量(与反应途径、条件有关),B不符合题意;
C.ΔH是状态函数,其数值由反应始态和终态决定,但反应热Q是过程量,受温度、压强等条件影响。即使ΔH=+a kJ·mol-1,在不同压强或温度下,Q的数值可能与ΔH存在差异(如非恒压条件下Q≠ΔH);且“ΔH>0”仅说明恒压下反应吸热,不能直接推断“任何条件下Q都等于+a kJ·mol-1”,C不符合题意;
D.只有当反应条件为“恒压且不做非体积功”时,Q=ΔH,若压强变化(非恒压),Q通常不等于ΔH,但ΔH作为状态函数,其大小仅与始态、终态的温度、压强等有关,若始态和终态的压强相同(仅过程中压强变化),ΔH数值不变,并非“随压强改变而显著变化”,D不符合题意;
故选A。
2.(25-26高二上·上海嘉定·阶段检测)反应能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.因为是分解反应,所以该反应吸热
B.由途径a变成b改变了该反应的焓变
C.1mol的能量高于1mol的能量
D.该反应说明比稳定
【答案】C
【解析】A.分解反应不一定都是吸热反应,由能量变化图可知反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应,A错误;
B.焓变只与反应的始态和终态有关,与反应途径无关,途径a和b的始态、终态相同,焓变不变,B错误;
C.由图可知的总能量高于和的总能量,因此的能量高于和的总能量,故的能量高于的能量,C正确;
D.物质能量越低越稳定,能量高于,故更稳定,D错误;
故选C。
3.下列关于反应热和焓变的理解正确的是
A.化学反应的焓变都等于反应热
B.焓变单位是,是指1 mol物质参加反应时的能量变化
C.化学反应的反应热都可以通过实验直接测量
D.当反应体系放热(吸热)时,其焓减小(增大),()
【答案】D
【解析】A.只有恒压条件下的反应热才等于焓变,并非所有化学反应的焓变都等于反应热,A错误;
B.焓变单位指的是每摩尔按给定反应方程式进行的完整反应对应的能量变化,不是1mol物质参加反应的能量变化,B错误;
C.很多反应的反应热无法通过实验直接测量,例如碳不完全燃烧生成一氧化碳的反应热需要通过盖斯定律计算得到,并非所有反应热都能直接测量,C错误;
D.,放热反应中体系放出能量,生成物总焓小于反应物总焓,焓减小,;吸热反应中体系吸收能量,生成物总焓大于反应物总焓,焓增大,,D正确;
故选D。
类型二 反应热与化学键
4.(25-26高二上·安徽宣城·阶段检测)NF3是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体,在空气中性质稳定。其中N-F键能为283kJ·mol,测得断裂氮气、氟气中的化学键所需的能量如图。下列说法错误的是
A.相同条件下,N2化学性质比F2更稳定
B.氮气和氟气的能量总和比NF3低
C.N2(g)+3F2(g)2NF3(g)ΔH=-287.6kJ·mol-1
D.NF3在大气中性质比较稳定,不易发生化学反应
【答案】B
【解析】A.键能越大物质化学性质越稳定,断裂1mol 中化学键需吸收946kJ能量,远大于断裂1mol 化学键吸收的154.8kJ能量,故相同条件下化学性质比更稳定,A正确;
B.比较能量总和需要明确各物质的物质的量,该选项未指明氮气、氟气和的物质的量,无法比较能量高低,B错误;
C.反应热等于反应物总键能减去生成物总键能,则 ,C正确;
D.题干明确说明在空气中性质稳定,故其在大气中不易发生化学反应,D正确;
故选B。
5.(25-26高二上·河北秦皇岛·阶段检测)甲烷选择性氧化是一种原子利用率高的制备甲醇的方法,其反应为 。某些常见化学键的键能数据如下表。
化学键
H-O
O=O
C-H
键能/()
463
498
413
则中的键能为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】反应物总键能之和 - 生成物总键能之和。代入已知数据计算:,整理计算后可得,故选B。
6.(25-26高二上·甘肃白银·期中)已知:在标准压强(100kPa)下,由最稳定的单质合成1mol物质B的反应焓变,叫做物质B的标准摩尔生成焓,用表示。部分物质的标准摩尔生成焓数据如下表所示,下列说法正确的是:
物质
C2H6(g)
C2H4(g)
C2H2(g)
(kJ·mol-1)
-84.7
+52.3
+226.7
A.C2H2(g)的
B.C2H4(g)比C2H2(g)稳定
C.C2H6(g)的键能小于C2H4(g)与H2(g)的键能之和
D.C2H2(g)的标准燃烧热为-1300 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】A.由表格数据知,的标准摩尔生成焓,A错误;
B.的标准摩尔生成焓为,的标准摩尔生成焓为,标准摩尔生成焓代表物质相对于单质的能量,生成焓越小,能量越低,越稳定,故比稳定,B正确;
C.反应的,由反应物总键能-生成物总键能可知,的键能大于与的键能之和,C错误;
D.标准燃烧热为1mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,为正值,应为,焓变才为,D错误;
故选B。
类型三 能量变化图像
7.(25-26高二上·湖北黄冈·阶段检测)肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同,200 ℃时在Cu表面分解的机理如图1,已知200 ℃时:
反应Ⅰ:3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g) ΔH1=-32.9 kJ·mol-1
反应Ⅱ:N2H4(g)+H2(g)=2NH3(g) ΔH2=-41.8 kJ·mol-1
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的能量过程示意图如图2所示
C.断开3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量大于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)中的化学键释放的能量
D.200 ℃时,1 mol N2H4(g)和1 mol H2(g)具有的能量大于2 mol NH3(g)具有的能量
【答案】C
【解析】A.过程①对应反应Ⅰ,,为放热反应;根据盖斯定律,由可得过程②反应 ,因此过程②为吸热反应,A正确;
B.反应Ⅱ的,为放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,与图2的能量变化一致,B正确;
C.反应Ⅰ为放热反应,反应的焓变反应物总键能生成物总键能,即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,C错误;
D.反应Ⅱ为放热反应,反应物总能量大于生成物总能量,因此和具有的总能量大于具有的总能量,D正确;
故选C。
8.(25-26高一下·辽宁沈阳·阶段检测)下列图示与对应的叙述不相符的是
A.(a)图可表示盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化
B.通过(b)图可知石墨比金刚石稳定
C.由(c)图可知,若在密闭容器中加入2 mol (g)和4 mol (g)充分反应放出的热量为(a-b)/2 kJ,此时的转化率为50%
D.由(d)图可知,A与C的能量差为:E4-E1-E3+E2
【答案】C
【解析】A.盐酸与碳酸氢钠反应吸热,生成物总能量高于反应物总能量,叙述与图示相符,A不符合题意;
B.由(b)图可知,金刚石+氧气的总能量高于石墨+氧气的总能量,生成物均为,石墨的能量低于金刚石,能量越低,物质越稳定,所以,石墨比金刚石稳定,叙述与图示相符,B不符合题意;
C.由(c)图可得,反应 ,反应放热,若2 mol与4 mol充分反应,的转化率为50%,反应放出的热量为,叙述与图示不相符,C符合题意;
D.由(d)图可知,、,由盖斯定律可得A→C的焓变,设A的能量为0,则C的能量为,根据图示中能量相对大小可得A与C的能量差为,叙述与图示相符,D不符合题意;
答案选C。
9.(24-25高二上·安徽黄山·期中)利用下列反应可减少排放,是实现“双碳”目标的途径之一。
我国学者发现时,在铜催化剂上二氧化碳加氢的反应机理如下,其中反应Ⅰ为慢反应。
Ⅰ.
Ⅱ.
下列反应进程示意图(各物质均为气态)符合题意的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题可知,反应Ⅰ是吸热反应,反应Ⅱ是放热反应,根据盖斯定律知,总反应,是放热反应,又已知反应Ⅰ为慢反应,即所需活化能较大,故B项正确。
1.(25-26高二上·浙江温州·期中)101 kPa时,测得如下能量关系示意图,判断下列说法正确的是
A.CO的燃烧热
B.反应中,生成物的总能量大于反应物的总能量
C.由的热化学方程式为:
D.与的能量之和为393.5 kJ
【答案】A
【分析】由图像可以看出, 生成放热,生成放热。则转化Ⅰ的热化学方程式为,转化Ⅱ的热化学方程式为。据此作答。
【解析】A.根据定义,在101 kPa下,1 mol物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热,习惯上被称为燃烧热。由分析可知,CO的燃烧热的,A正确;
B.由分析可知,CO与生成的反应是放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,B错误;
C.可得C转化为CO的总反应为 。根据盖斯定律可以算出该反应,C错误;
D.焓的绝对值无法测量,393.5 kJ表示反应过程中能量的变化量,不是和的能量,D错误;
故答案选A。
2.(2025高三下·浙江杭州·学业考试)已知断开1 mol Cl2(g)中的化学键需要吸收242.7 kJ的能量。根据反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量变化示意图,下列说法不正确的是
A.H2(g)和Cl2(g)反应形成2 mol HCl(g)释放184.4 kJ的能量
B.1 mol HCl(g)反应形成H2(g)和Cl2(g)吸收92.2 kJ的能量
C.断裂化学键所需的能量:1 mol HCl(l)大于断裂1 mol HCl(g)
D.断开1 mol H2(g)中的化学键需要吸收436.4 kJ的能量
【答案】C
【解析】A.由图可知H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g) H=679.1kJ/mol-863.5kJ/mol═ -184.4kJ/mol,即H2(g)和Cl2(g)反应形成2 mol HCl(g)释放184.4 kJ的能量,A正确;
B.由选项A可知H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)H=-184.4kJ/mol,则2HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)△H═+184.4kJ/mol,即HCl(g)═H2(g)+Cl2(g)H=+92.2kJ•mol-1,即1 mol HCl(g)反应形成H2(g)和Cl2(g)吸收92.2 kJ的能量,B正确;
C.相同的化学键键能不随着状态改变而改变,即断裂化学键所需的能量:1 mol HCl(l)等于断裂1 mol HCl(g),C错误;
D.由图象可知,断开 1 mol Cl2(g)和1molH2(g)中的化学键需要吸收 697.1kJ 的能量,结合题干已知断开1 mol Cl2(g)中的化学键需要吸收242.7 kJ的能量,所以断开 1 mol H2(g)中的化学键需要吸收(697.1-242.7)kJ=436.4kJ 的能量,D正确;
故答案为:C。
3.(24-25高一上·湖南邵阳·期末)理论研究表明,在101kPa和298K下,异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.1molHCN(g)的能量小于1molHNC(g)的能量
B.1molHCN(s)转化为1molHNC(g)需吸收59.3kJ热量
C.该异构化反应只有在加热条件下才能进行
D.该反应为吸热反应,1molHNC的总键能比1molHCN的总键能大
【答案】A
【解析】A.由反应能量图可知,相对能量为,相对能量为,故的能量小于的能量,A正确;
B.转化为需要吸收热量,因此转化为吸收的热量大于,B错误;
C.该反应为吸热反应,但反应的吸放热与反应条件无必然联系,吸热反应不一定需要加热才能发生,C错误;
D.反应焓变反应物总键能生成物总键能,该反应为吸热反应,,因此的总键能大于的总键能,D错误;
故选A。
4.(【育博苑】1.1.1化学反应的反应热)H2和I2在一定条件下能发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g) Q=-a kJ·mol-1
已知:(a、b、c均大于零)
下列说法不正确的是
A.反应物的总能量高于反应产物的总能量
B.断开1 mol H—H键和1 mol I—I键所需能量大于断开2 mol H—I键所需能量
C.断开2 mol H—I键所需能量为(c+b+a)kJ
D.断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量
【答案】B
【解析】A.已知a>0,则Q=-a kJ·mol-1<0,则该反应为放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,A正确;
B.反应放热,由反应热等于反应物断裂化学键需要的能量和生成物形成化学键放出的能量的差值可知,断开1 mol H-H键和1 mol I-I键所需能量小于断开2 mol H-I键所需能量,B错误;
C.由反应热等于反应物断裂化学键需要的能量和生成物形成化学键放出的能量的差值可知,反应热ΔH=b kJ·mol-1+c kJ·mol-1-2EH-I=-a kJ·mol-1,则2EH-I=(a+b+c) kJ/mol,断开2 mol H-I键所需能量约为(a+b+c) kJ,C正确;
D.化学反应的本质是旧键断裂和新键形成,断键过程吸收能量,成键过程放出能量,D正确;
故选B。
5.(25-26高二上·河北保定·阶段检测)已知在25℃、101kPa下,氢气与碘蒸气反应的热化学方程式为。下列关于该热化学方程式的理解,正确的是
A.25℃、101kPa时,1 mol H2(g)和1 mol I2(g)混合发生反应,释放的热量恰好为11 kJ
B.若2 mol H2(g)和2 mol I2(g)反应生成4 mol HI(g)时,ΔH为-22kJmol-1
C.根据已知反应可知,
D.反应热单位“kJmol-1”中“mol-1”指“1 mol H2(g)和1 mol I2(g)反应生成2 mol HI(g)”
【答案】D
【解析】A.该反应是可逆反应,1 mol H2(g)和1 mol I2(g)反应生成HI(g)的物质的量小于2 mol,放出热量小于11 kJ,A错误;
B.热化学方程式中反应热只与物质状态、化学计量数有关,与参与反应的物质的量无关,B错误;
C.该反应的逆反应为吸热反应,故,C错误;
D.根据热化学方程式的定义,反应热中“mol-1”表示“1 mol H2(g)和1 mol I2(g)反应生成2 mol HI(g)”,D正确;
故选D。
6.(25-26高二上·天津·阶段检测)下列说法正确的是
A.已知 ,则氢气的燃烧热为
B.、完全反应,放出热量,则
C.白磷比红磷能量多,则(白磷,s)(红磷,s)
D.1 mol HBr(g)分解吸收的热量比分解吸收的热量多,所以比稳定
【答案】C
【解析】A.燃烧热是指在25 ℃、101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,对于氢气,指定产物是液态水,而题中生成气态水,A错误;
B.是可逆反应,、无法完全进行,若完全反应放出的热量会大于,故 ,B错误;
C.31 g白磷即0.25 mol比31 g红磷即1 mol多b kJ能量,故1 mol白磷转化为4 mol红磷时,C正确;
D.非金属性越强,简单气态氢化物的稳定性越强,非金属性:,则稳定性:,选项结论错误,D错误;
故选C。
7.(25-26高一下·重庆·阶段检测)盖斯定律是化学热力学发展的基础,至今仍有广泛的应用。请回答下列问题:
(1)已知: 。
①的________。
②若断裂1 mol 、1 mol 需要吸收的能量分别为436 kJ、431 kJ,则断裂1 mol 需要吸收的能量为_________kJ。
(2)几种物质转化时的能量变化关系如图所示。
①的燃烧热__________。
②根据图中相关信息,写出和反应生成2 mol 的热化学方程式:___________。
③反应中,反应物的化学键断裂吸收的总能量__________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的化学键形成释放的总能量。
(3)用将HCl转化为,可提高经济效益,减少环境污染,其反应原理如图所示。已知反应Ⅰ中,每转移个电子,释放的能量为a kJ;反应Ⅱ中,每消耗0.1 mol HCl,释放的能量为b kJ。
①反应Ⅰ中,__________(填化学式)作还原剂。
②反应Ⅱ中,每生成18 g ,释放的能量为__________(用含有b的式子表示)kJ。
③写出与反应生成1 mol 的热化学方程式:__________(用含有a和b的式子表示)。
【答案】(1)-183 243
(2)-282.9 小于
(3)
【解析】(1)① 已知反应 。目标反应 是已知反应的逆反应,且化学计量数乘以 ,故其焓变 。
② 反应热 反应物总键能 生成物总键能。设断裂 需要吸收的能量为 ,则有 ,解得 。
(2)① 燃烧热是指 纯物质完全燃烧生成指定稳定产物时放出的热量。由图可知, 燃烧生成 放出 的热量,故 的燃烧热 。
② 由图可知:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
根据盖斯定律,由 Ⅰ Ⅱ 可得目标热化学方程式:。
③ 根据盖斯定律,由 Ⅰ Ⅱ 可得:。因为 ,该反应为放热反应,故反应物的化学键断裂吸收的总能量小于生成物的化学键形成释放的总能量。
(3)① 反应Ⅰ的化学方程式为 ,反应中 元素的化合价由 价升高到 价,发生氧化反应,故 作还原剂。
② 反应Ⅱ的化学方程式为 。每消耗 ,释放 能量;生成 即 时,需要消耗 ,故释放的能量为 。
③ 反应Ⅰ生成 时,转移 电子,释放 能量,其热化学方程式为: ;
反应Ⅱ生成 时,消耗 ,释放 能量,其热化学方程式为: 。
根据盖斯定律,将上述两式相加即可得到目标热化学方程式: 。
8.(25-26高二上·天津·阶段检测)热量的释放或吸收是化学反应中能量变化的常见形式。
(1)通常把拆开1mol某化学键吸收的能量看作是该化学键的键能。下表是常见的键能数据,已知合成氨反应, ,则a为___________。
化学键
键能(kJ/mol)
386
946
a
(2)根据图象写出以、为原料生产尿素的热化学方程式为:___________(反应热用、、或表示)。
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)根据反应热与化学键键能的关系公式:。对于合成氨反应 ,其焓变可表示为: 将已知数据代入公式中:, 解得:。
(2)由反应过程的能量变化图像可知,该反应分为两步进行:第一步反应:,其反应热 ;第二步反应:,其反应热 。根据盖斯定律,将第一步与第二步反应相加,即可得到总反应的热化学方程式。总反应热 。因此,该反应的热化学方程式为:。
1.(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
【解析】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。
2.(2026·云南昭通·二模)下列说法正确的是
A.反应热ΔH的单位为kJ
B.ΔH<0的反应是放热反应
C.表明吸热反应的反应式,不用写“”
D.生成物的总焓(能量)大于反应物的总焓时,ΔH<0
【答案】B
【解析】A.反应焓变的常用单位为,A选项的表述不全面,A错误;
B.说明反应后体系总能量降低,属于放热反应,B正确;
C.热化学方程式中,吸热反应的ΔH为正值,必须标注“+”,C错误;
D.根据,生成物总焓大于反应物时,,D错误;
故选B。
3.(25-26高二上·河北·期末)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】A.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;
B.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;
C.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;
D.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。
4.(2025·四川攀枝花·一模)第十四届全国人民代表大会第三次会议在北京召开,《政府工作报告》指出“加强污染防治和生态建设。持续深入推进蓝天、碧水、净土保卫战。”工业上常用在复合组分的催化剂作用下还原大气污染物,生成固体,同时生成和液态 。已知一些物质的燃烧热如下表所示:
物质
燃烧热/
下列说法正确的是
A.燃烧生成,放出的热量
B.
C.同一条件下,相同质量的完全燃烧放出的热量比多
D.的,其反应物的键能之和小于生成物的键能之和
【答案】D
【解析】A.燃烧热指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物的反应热,S的稳定氧化物是气态,且表中给出的是的燃烧热,能量低于,生成比生成额外放出液化的热量,因此1mol 燃烧生成放出的热量不等于297.2kJ,A错误;
B.的燃烧热对应生成的含氢产物为液态,该反应生成气态,放出的热量更少,大于,B错误;
C.相同质量下,1 g 完全燃烧放热约为,1 g 完全燃烧放热约为,放出的热量更多,C错误;
D.该反应为放热反应,反应物总键能生成物总键能,因此反应物的键能之和小于生成物的键能之和,D正确;
故选D。
5.(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】A.,液化过程放热,生成液态水放出更多热量,因此的,A正确;
B.,反应吸热,金刚石能量高于石墨,石墨比金刚石稳定,B错误;
C.,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;
D.,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。
6.(2026·重庆·模拟预测)下表为某些化学键的键能化学键键能:
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】A.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;
B.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;
C.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;
D.根据盖斯定律,H1=H2+H3,则H3=H1-H2=(-534kJ/mol)-(-2752kJ/mol)=+2218kJ/mol,D正确。
7.(2026·重庆沙坪坝·模拟预测)丙烷是天然气的常见成分之一,其燃烧的热化学方程式如下:
若1 mol水蒸气转化为液态水放出akJ热量,C-C键能为,C-H键能为,O=O键能为,C=O键能为,H-O键能为,则为
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】反应焓变等于反应物总键能减去生成物总键能,先计算生成气态水的反应焓变,再结合水蒸气液化的焓变换算为生成液态水的焓变。丙烷分子内含有2个C-C键、8个C-H键,反应物总键能为,生成气态水时生成物总键能为,对应生成气态水的焓变为。1 mol水蒸气转化为液态水放热,4 mol水蒸气液化共放热,对应焓变为,结合键能计算规则与盖斯定律,目标反应焓变反应物总键能-生成物总键能+水蒸气液化的焓变,故选B。
8.(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。
9.(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。
10.(2026·北京丰台·一模)煤的气化是将煤转化为水煤气(主要成分为和)的过程: ,这是实现煤的综合利用的一种重要途径。
已知:
①
②
③
下列说法不正确的是
A.反应①中,1 mol (g)完全燃烧释放的热量大于a kJ
B.反应②中,反应物的化学键的键能之和小于产物的化学键的键能之和
C.制备水煤气的热化学方程式为:
D.根据盖斯定律,煤直接燃烧放出的热量与水煤气燃烧放出的热量相同
【答案】D
【解析】A.固态C转化为气态需要吸收热量,1 mol (g)的能量高于1 mol (s),完全燃烧释放的热量大于a kJ,A不符合题意;
B.反应②为放热反应,,反应物的化学键键能之和小于产物的化学键键能之和,B不符合题意;
C.根据盖斯定律,由反应①-反应②-反应③可得目标反应,故,C不符合题意;
D.盖斯定律要求反应的始态和终态完全一致,且选项中未限定煤的物质的量相等,等物质的量的煤直接燃烧和对应水煤气燃烧的反应物和产物均不同,放出的热量不相等,D符合题意;
答案选D。
11.(2026·重庆·一模)根据玻恩-哈伯循环图,部分反应的如下表所示,则Li的第一电离能为
数值
-616
+161
+79
-328
-1047
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由图知,,解得=,
故答案为D。
12.(2025·甘肃武威·模拟预测) 在足量中燃烧过程中的能量变化如图所示,下列有关说法正确的是
A. ΔH
B. ΔH
C.甲和乙中的物质所具有的总能量关系为:甲乙
D.若产物为液态水,则过程 中释放的能量小于
【答案】B
【解析】A.断开化学键是吸热过程,应为正值,,故A错误;
B.ΔH=断裂化学键吸收的能量-形成化学键释放的能量,则热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=(436kJ/mol×2+249kJ/mol×2-463.4kJ/mol×2×2)=-483.6 kJ•mol-1,故B正确;
C.由图可知,为放热反应,反应物总能量大于生成物总能量,甲和乙中的物质所具有的总能量关系为:甲>乙,C错误;
D.由图可知,为放热反应,气态水比液态水的能量高,若产物为液态水,则过程 中释放的能量将大于926.8 kJ,D错误;
故选:B。
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