2027届高考化学一轮复习专项训练：微专题之化学反应的热效应

2027高考化学一轮复习微专题之化学反应的热效应 考点模块 题量 题号 年份·卷别 考点1　反应热与能量变化图像 6 题1~题6 2024·安徽卷／2024·甘肃卷／2024·广东卷／2023·浙江卷／2026·广东卷／2026·北京卷 考点2　盖斯定律与反应热的计算判断 3 题7~题9 2025·重庆卷／2025·浙江卷／2025·北京卷 考点3　化学反应中能量变化的应用 3 题10~题12 2023·湖北卷／2026·江西卷／2026·贵州卷 考点1　反应热与能量变化图像 题 1　【2024·安徽卷】 （2024·安徽卷）某温度下，在密闭容器中充入一定量的X(g)，发生下列反应：X(g)  Y(g)(ΔH1<0)，Y(g)  Z(g)(ΔH2<0)，测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是 A B. C. D. 题 2　【2024·甘肃卷】 (2024·甘肃卷) 甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是 A. E2=1.41eV B. 步骤2逆向反应的ΔH=+0.29eV C. 步骤1的反应比步骤2快 D. 该过程实现了甲烷的氧化 题 3　【2024·广东卷】 （2024·广东卷）对反应S(g)⇌T(g)(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，c平(S)/c平(T)增大，c平(S)/c平(Ⅰ)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. B. C. D. 题 4　【2023·浙江卷】 （2023·浙江卷）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O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0]，下列说法不正确的是 A．E6−E3=E5−E2 B．可计算Cl−Cl键能为2(E2−E3)kJ·mol−1 C．相同条件下，O3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ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g)ΔH=(E5−E4)kJ·mol−1 题 5　【2026·广东卷】 物质A(g)可同时转化为它的同分异构体B(g)和C(g)，其反应过程的能量变化如图a，某温度下，测得恒容密闭容器中各组分浓度c随时间t的变化如图b，则 A. t1时，体系中物质的质量：m(A)=2m(B) B. 图b中数据满足关系：2z>x+y C. 体系中，反应A(g)⇌C(g)先达到平衡 D. 体系平衡后，升高温度，B的体积分数增加 题 6　【2026·北京卷】 恒温恒容密闭容器中，投入H2和I2，其初始浓度均为c0mol·L−1，发生反应H2(g)+I2(g)=2HI(g)。反应过程中的能量变化示意图如图1所示。H2的转化率随反应时间变化示意图如图2所示，H2的平衡转化率为b。 下列说法正确的是 A. 热化学方程式为H2(g)+I2(g)⇌2HI(g) ΔH=E2−E1 B. 用HI表示反应开始到tah的平均速率是(ac0)/(ta)mol·L−1·h−1 C. 该温度下，H2(g)+I2(g)⇌2HI(g) K=b2/(1−b)2 D. 其他条件不变，若升高初始温度，H2的平衡浓度大于c0(1−b)mol·L−1 考点2　盖斯定律与反应热的计算判断 题 7　【2025·重庆卷】 （2025·重庆卷）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． 题 8　【2025·浙江卷】 （2025·浙江卷）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 题 9　【2025·北京卷】 （2025·北京卷）为理解离子化合物溶解过程的能量变化，可设想固体溶于水的过程分两步实现，示意图如下。 下列说法不正确的是 A．固体溶解是吸热过程 B．根据盖斯定律可知： C．根据各微粒的状态，可判断， D．溶解过程的能量变化，与固体和溶液中微粒间作用力的强弱有关 考点3　化学反应中能量变化的应用 题 10　【2023·湖北卷】 （2023·湖北卷）2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是 A．液氮-液氢 B．液氧-液氢 C．液态NO2-肼 D．液氧-煤油 题 11　【2026·江西卷】 Ca(OH)2/CaO热化学储能体系可作为化学热泵，具有储能密度高、储／释能速度快等优点。其化学反应与能量关系图如下： 回答下列问题： （1）E=________kJ·mol−1。 （2）同等条件下，Ca(OH)2表面自由能G（块状）________G（粉末）（填“>”“=”或“<”）。 （3）Ca(OH)2/CaO开放系统在脱水过程中，Ca(OH)2起始质量为m0，当固体质量为m时，转化率为________×100%。 （4）空调属于物理热泵，上述关系图中与物理热泵相似的供热过程是______________________。 （5）下图为密闭容器中Ca(OH)2(s)⇌CaO(s)+H2O(g)的理论平衡曲线，CaO(s)在图中能稳定存在的状态点有________（填标号）。 （6）假设wg金属Ca，原子半径为rm，在二维平面单层紧密堆积，则其总面积（含空隙）计算式A=________m2。 （7）初始CaO质量相同，不同比例H2O与CaO反应时间和温度的关系曲线如图。 甲同学通过到达最高温度的时间长短，推断出化学反应速率最大的是④。 乙同学认为该结论不正确，理由是________________________________________。 题 12　【2026·贵州卷】 水下推进装置的研究对维护国家海洋权益有积极意义。水冲压发动机是一种新型水下推进装置，通过金属燃料与海水反应产生推力。某科研小组对金属燃料镁与水蒸气高效燃烧过程进行了研究，并模拟计算了其反应机理，所涉反应及变化如下。 Ⅰ．Mg(g)+H2O(g)=MgO(s)+H2(g) ΔH1=akJ·mol−1(a<0) Ⅱ．MgO(s)=MgO(l) ΔH2=bkJ·mol−1 Ⅲ．MgO(l)=MgO(g) ΔH3=ckJ·mol−1 已知：①在标准大气压下，MgO的液化温度为3125 K，汽化温度为3873 K。 ②ΔG=ΔH−TΔS ③模拟计算条件：动力反应装置为绝热系统(物质与热量均不与外界交换)，压强为标准大气压(1 atm)。 回答下列问题： （1）计算：Mg(g)+H2O(g)=MgO(g)+H2(g) ΔH=________kJ·mol−1。 （2）模拟计算得出镁与水蒸气反应的ΔG和ΔH随温度的变化关系如图1。温度小于3000 K时，ΔS________0(填“＞”“=”或“＜”)。 （3）研究表明，反应中同时存在氢原子解离(路径Ⅰ)和氢原子转移(路径Ⅱ)两条反应路径，如图2。 ①两条反应路径ΔH的关系为ΔH路径I______ΔH路径II(填“＞”“=”或“＜”)。 ②1 atm下，路径Ⅰ和路径Ⅱ都是连续反应： 反应速率方程为v=kc，其中v是反应速率，k是反应速率常数(其数值大小关系为k2>k3>k1>k4)，c是反应物浓度。反应达到平衡前，c(MgOH)___________c(HMgOH)(填“＞”“=”或“＜”)，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ③某温度下，mg镁与足量水蒸气在ts内全部反应，其中通过路径Ⅰ生成的氢气为ng，则在该时间段内路径Ⅱ的反应速率为_______________mol·s−1。 （4）在3000 K时，若将动力装置反应器出口设置成小口径喷口，反应器可近似为恒容密闭体系，体系压强从1 atm提升至10 atm，则该反应器在单位时间内产生的能量将_________(填“增大”“不变”或“减小”)，原因是______________________________________________________________________________________。 参考答案 考点1　反应热与能量变化图像 题 1　【2024·安徽卷】 【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。 【解析】A．X(g)⇌Y(g)和Y(g)⇌Z(g)∆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； 题 2　【2024·甘肃卷】 【答案】C 【解析】 【解析】A．由能量变化图可知，E2=0.70eV-(-0.71eV)=1.41eV，A项正确； B．由能量变化图可知，步骤2逆向反应的ΔH=-0.71eV-(-1.00eV)=+0.29eV，B项正确； C．由能量变化图可知，步骤1的活化能E1=0.70eV，步骤2的活化能E3=-0.49eV-(-0.71eV)=0.22eV，步骤1的活化能大于步骤2的活化能，步骤1的反应比步骤2慢，C项错误； D．该过程甲烷转化为甲醇，属于加氧氧化，该过程实现了甲烷的氧化，D项正确； 故选C。 题 3　【2024·广东卷】 【答案】A 【解析】 【解析】提高反应温度，c平(S)/c平(T)增大，说明反应S(g)⇌T(g)的平衡逆向移动，即该反应为放热反应，c平(S)/c平(Ⅰ)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。 题 4　【2023·浙江卷】 【答案】C 【分析】对比两个历程可知，历程Ⅱ中增加了催化剂，降低了反应的活化能，加快了反应速率。 【解析】A．催化剂能降低活化能，但是不能改变反应的焓变，因此E6−E3=E5−E2，A正确； B．已知Cl2(g)的相对能量为0，对比两个历程可知，Cl(g)的相对能量为(E2-E3)kJ·mol−1，则Cl−Cl键能为2(E2-E3)kJ·mol−1，B正确； C．催化剂不能改变反应的平衡转化率，因此相同条件下，O3的平衡转化率：历程Ⅱ=历程Ⅰ，C错误； D．活化能越低，反应速率越快，由图像可知，历程Ⅱ中第二步反应的活化能最低，所以速率最快的一步反应的热化学方程式为：ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g)ΔH=(E5-E4)kJ·mol−1，D正确； 故答案为：C。 题 5　【2026·广东卷】 【答案】B 【解析】 【分析】由题图a可知，生成C的活化能小，则反应速率快；相同质量B具有的能量比C低，B相对稳定，则反应足够时间，生成B的量增多，故在题图b中浓度逐渐减小的为A，开始生成速率快的为C，最终生成较多的为B。 【详解】A．设初始加入A的质量为m0，浓度为c0，A、B、C互为同分异构体，则摩尔质量相同，等质量时物质的量相等，由题图b可知，t1时，B、C的浓度相等，则c(A)+2c(B)=c0，恒容容器，则气体体积不变，故可得m(A)+2m(B)=m0，t1时，A的转化率未知，无法确定m(A)与2m(B)的关系，A错误； B．根据A项分析可知，t1时，c(A)+2c(C)=c0，根据原子守恒有2x+y=c0，t2时，A、B的浓度相等，则2c(A)+c(C)=c0，设此时C的浓度为a，即2z+a=c0，可得2x+y=2z+a，由题图b可知t1时C的浓度大于t2时C的浓度，即x>a，x−a>0，则2z=x+y+x−a>x+y，B正确； C．A生成B的反应和A生成C的反应是竞争反应，应同时达到平衡，C错误； D．根据题图a可知A⇌B的反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，B的物质的量减小，而总的物质的量不变，故B的体积分数减小，D错误； 故选B。 题 6　【2026·北京卷】 【答案】D 【解析】 【详解】A．焓变ΔH为生成物总能量与反应物总能量的差值，也等于正反应活化能减去逆反应活化能，即ΔH=E1−E2，A错误； B．ta时刻H2转化率为a，消耗H2浓度为ac0，根据反应计量关系，生成HI浓度为2ac0，平均速率v(HI)=(2ac0)/(ta)mol·L-1·h-1，B错误； C．平衡时H2​转化率为b，则平衡浓度：c(H2)=c(I2)=c0(1−b)mol·L−1，c(HI)=2bc0mol·L−1，代入平衡常数表达式：K=((2bc0)2)/(c0(1−b)·c0(1−b))=(4b2)/((1−b)2)，C错误； D．由图1可知反应物总能量高于生成物，反应放热，ΔH<0，升高温度平衡逆向移动，H2平衡转化率减小，平衡浓度大于原平衡的c0(1−b)mol·L-1，D正确； 故选D。 考点2　盖斯定律与反应热的计算判断 题 7　【2025·重庆卷】 【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。 【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。 题 8　【2025·浙江卷】 【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。 题 9　【2025·北京卷】 【答案】C 【分析】由图可知，固体溶于水的过程分两步实现，第一步为NaCl固体变为Na+和Cl-，此过程离子键发生断裂，为吸热过程；第二步为Na+和Cl-与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程，此过程为成键过程，为放热过程。 【详解】A．由图可知，固体溶解过程的焓变为，为吸热过程，A正确； B．由图可知，固体溶于水的过程分两步实现，由盖斯定律可知，即，B正确； C．由分析可知，第一步为NaCl固体变为Na+和Cl-，此过程离子键发生断裂，为吸热过程，a＞0；第二步为Na+和Cl-与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程，此过程为成键过程，为放热过程，b＜0，C错误； D．由分析可知，溶解过程的能量变化，却决于固体断键吸收的热量及Na+和Cl-水合过程放出的热量有关，即与固体和溶液中微粒间作用力的强弱有关，D正确； 故选C。 考点3　化学反应中能量变化的应用 题 10　【2023·湖北卷】 【答案】A 【解析】A．虽然氮气在一定的条件下可以与氢气反应，而且是放热反应，但是，由于N≡N键能很大，该反应的速率很慢，氢气不能在氮气中燃烧，在短时间内不能产生大量的热量和大量的气体，因此，液氮-液氢不能作为火箭推进剂，A符合题意； B．氢气可以在氧气中燃烧，反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体，因此，液氧-液氢能作为火箭推进剂，B不符合题意； C．肼和NO2在一定的条件下可以发生剧烈反应，该反应放出大量的热，且生成大量气体，因此，液态NO2-肼能作为火箭推进剂，C不符合题意； D．煤油可以在氧气中燃烧，反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体，因此，液氧-煤油能作为火箭推进剂，D不符合题意； 综上所述，本题选A。 题 11　【2026·江西卷】 【答案】（1）-63 （2）＜ （3）(37(m0−m))/(9m0) （4）H2O(g)→H2O(l) （5）a、c、d （6）(3√()wr2)/(20)×6.02×1023 （7）四组实验水的用量不同，④中水的用量最少，反应放出总热量少，升温幅度小，因此到达最高温度时间短不能说明反应速率大 【解析】 【小问1详解】 根据盖斯定律，整个循环焓变总和为0：(+54+95−24−62)kJ·mol−1+E=0，解得E=−63kJ·mol−1； 【小问2详解】 同等条件下，粉末状的物质相比于块状物质，被粉碎得更细，具有更大的比表面积。表面原子由于配位不饱和，具有比内部原子更高的能量，因此块状Ca(OH)2的表面自由能小于粉末状。 【小问3详解】 设Ca(OH)2​转化率为α，起始物质的量为(m0)/(74)mol，每1molCa(OH)2​脱水失去1molH2O，固体质量减少18g，因此： m0−m=18×α·(m0)/(74)​​，整理得α=(74(m0−m))/(18m0)×100%=(37(m0−m))/(9m0)×100%。 【小问4详解】 空调等物理热泵的供热原理是利用制冷剂发生物理相变(如气态冷凝液化)来释放热量。在上述关系图中，发生物理变化且放热的过程是510℃的H2O(g)转变为25℃的H2O(l)的过程(放出62kJ/mol的热量)。 【小问5详解】 对于平衡Ca(OH)2(s)⇌CaO(s)+H2O(g)，平衡常数K=pH2O(平衡)​；若实际pH2O>K，反应逆向进行，不符合题意。 图中点c在平衡曲线下方，同温度下实际pH2O​小于平衡pH2O​，平衡正向趋势大，因此CaO可以稳定存在；而点 a 和点 d 位于平衡曲线上，体系处于平衡状态，此时Ca(OH)2和CaO稳定共存，故选a、c、d。 【小问6详解】 wgCa的原子个数为N=(w)/(40)NA​；二维单层紧密堆积（六方密堆积），框内表示每个原子所占总面积（含空隙），计算结果为23√()r2，因此总表面积： A=(wNA)/(40)×23√()r2=(3√()NAwr2)/(20)。 【小问7详解】 初始CaO质量相同，水的比例不同，放热量不同：水越少，总放热量越少，体系需要升高的温度越小，到达最高温度的时间就越短，和反应速率无关，因此该推断不正确。 题 12　【2026·贵州卷】 【答案】（1）(a+b+c)。 （2）< （3） ①. = ②. ＜ ③. Mg·OH2反应生成MgOH+H的活化能比生成HMgOH的活化能大，所以生成HMgOH的反应速率更快，同时MgOH+H反应生成MgO+H2的活化能比HMgOH反应生成MgO+H2的活化能小，MgOH+H反应生成MgO+H2的速率更快，由于k2>k3>k1>k4，v=kc，故平衡前c(MgOH)<c(HMgOH) ④. (m−12n)/(24t) （4） ①. 增大 ②. 3000K时，Mg、H2O、H2均为气体，MgO为固体，Mg(g)+H2O(g)=MgO(s)+H2(g)ΔH<0，增大压强平衡正向移动，会放出更多热量，该反应器在单位时间内产生的能量将增大 【解析】 【小问1详解】 根据盖斯定律，将已知反应Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ相加，消去中间产物MgO(s)MgO(s)、MgO(l)MgO(l)，可得目标反应，故ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=(a+b+c)kJ·mol−1。 【小问2详解】 已知ΔG=ΔH−TΔS，由图可知：温度升高时ΔG增大，ΔH几乎不变，因此ΔG对T的斜率为−ΔS>0，可得ΔS<0。 【小问3详解】 ① 焓变ΔH是状态函数，只与反应的始态和终态有关，两条路径的反应物和最终产物完全相同，因此ΔH路径I=ΔH路径II。 ②Mg·OH2反应生成MgOH+H的活化能比生成HMgOH的活化能大，所以生成HMgOH的反应速率更快，同时MgOH+H反应生成MgO+H2的活化能比HMgOH反应生成MgO+H2的活化能小，MgOH+H反应生成MgO+H2的速率更快，由于k2>k3>k1>k4，v=kc，故平衡前c(MgOH)<c(HMgOH)。 ③mgMg总物质的量为(m)/(24)mol，1molMg对应生成1molH2​，因此总H2物质的量为(m)/(24)mol；路径Ⅰ生成ngH2​，物质的量为(n)/(2)mol，则路径Ⅱ生成H2的物质的量为((m)/(24)−(n)/(2))mol，故速率v=((m)/(24)−(n)/(2))/(t)mol·s−1=(m−12n)/(24t)mol·s−1。 【小问4详解】 3000K时，Mg、H2O、H2均为气体，MgO为固体，Mg(g)+H2O(g)=MgO(s)+H2(g)ΔH<0，增大压强平衡正向移动，会放出更多热量，该反应器在单位时间内产生的能量将增大。 学科网（北京）股份有限公司 $