2022屆高考化學二輪復習專題08化學反應的熱效應試題附參考答案

1、PAGE PAGE 16專題八化學反應的熱效應高考命題研究高頻考點兩年考向命題角度再思考1.反應熱考向1.反應熱基本概念2021全國甲,282021山東卷,142021湖南卷,142021廣東卷,192021湖南卷,162020山東卷,14考向2.熱化學方程式的書寫2021河北卷,16考向1.根據(jù)燃燒熱書寫相應熱化學方程式;H0或HP2C.該歷程中最大正反應的活化能E正=186.19 kJmol-1D.相同條件下,由中間產物Z轉化為產物的速率:v(P1)-57.3 kJmol-1B.HNO3(aq)+NH3H2O(aq)H2O(l)+NH4NO3(aq)H-57.3 kJmol-1C.CH3C

2、OOH(aq)+KOH(aq)H2O(l)+CH3COOK(aq)H-57.3 kJmol-1易錯警示熱化學方程式書寫易出現(xiàn)的錯誤。(1)未標明反應物或生成物的狀態(tài)而造成錯誤。(2)反應熱的符號使用不正確,即吸熱反應未標出“+”號,放熱反應未標出“-”號,從而導致錯誤。(3)漏寫H的單位,或者將H的單位寫為kJ,從而造成錯誤。(4)反應熱的數(shù)值與方程式的計量數(shù)不對應而造成錯誤。(5)對燃燒熱的概念理解不到位,忽略其標準是1 mol可燃物而造成錯誤。易錯防范不失分判斷下列說法的正誤(正確的打“”,錯誤的打“”)。(1)所有的燃燒反應都是放熱反應,所以不需要加熱就能進行。()(2)伴有能量變化的一

3、定是化學變化。()(3)可逆反應的H表示完全反應時的熱量變化,與反應是否可逆無關。()(4)活化能越大,表明反應斷裂舊化學鍵需要吸收的能量越高。()(5)吸熱反應中,反應物化學鍵斷裂吸收的總能量高于生成物形成化學鍵放出的總能量。()考點二反應熱的計算要點歸納再提升反應熱計算的四種方法(1)根據(jù)燃燒熱數(shù)據(jù),計算反應放出的熱量。利用公式:Q=燃燒熱n(可燃物的物質的量)如已知H2的燃燒熱H=-285.8 kJmol-1,若H2的物質的量為2 mol,則2 mol H2燃燒放出的熱量為2 mol285.8 kJmol-1=571.6 kJ。一般出現(xiàn)在能量圖像中,且多為相對能量(2)依據(jù)反應物與生成物

4、的總能量計算。H=E(生成物)-E(反應物)。(3)根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)(E)計算。注意:反應物鍵能總和在前H=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和(4)根據(jù)蓋斯定律計算反應熱。若一個熱化學方程式可由另外幾個熱化學方程式相加減而得到,則該反應的反應熱也可通過這幾個化學反應的反應熱相加減而得到。經(jīng)典對練得高分考向1利用蓋斯定律求算反應熱真題示例(1)(2020山東卷節(jié)選)探究CH3OH合成反應化學平衡的影響因素,有利于提高CH3OH的產率。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應如下:.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H1=-49.5 kJmol-1.CO(g)+2H2(g)C

5、H3OH(g)H2=-90.4 kJmol-1.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H3則H3= kJmol-1。(2)(2021廣東卷改編)我國力爭于2030年前做到碳達峰,2060年前實現(xiàn)碳中和。CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點之一。該重整反應體系主要涉及以下反應:a)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H1b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2c)CH4(g)C(s)+2H2(g)H3d)2CO(g)CO2(g)+C(s)H4e)CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s)H5根據(jù)蓋斯定律,反應a的H1=(寫出一個代數(shù)式即可)。一定條

6、件下,CH4分解形成碳的反應歷程如圖所示。該過程分步進行,其中,第步的正反應活化能最大。(3)(2021全國甲節(jié)選)二氧化碳催化加氫制甲醇,有利于減少溫室氣體二氧化碳。二氧化碳加氫制甲醇的總反應可表示為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)該反應一般認為通過如下步驟來實現(xiàn):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H1=+41 kJmol-1CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H2=-90 kJmol-1總反應的H= kJmol-1;若反應為慢反應,下列示意圖中能體現(xiàn)上述反應能量變化的是(填字母),判斷的理由是。對點演練(2021廣東適應性測試節(jié)選)溫室氣體的利用是

7、當前環(huán)境和能源領域的研究熱點。CH4與CO2重整可以同時利用兩種溫室氣體,其工藝過程中涉及如下反應:反應:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H1反應:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2=+41.2 kJmol-1反應:CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2(g)H3=-35.6 kJmol-1已知:O2(g)+H2(g)H2O(g)H=-241.8 kJmol-1,則H1= kJmol-1。答題模板根據(jù)蓋斯定律計算H的步驟和方法:(1)計算步驟。(2)計算方法?？枷?綜合利用燃燒熱及熱化學方程式求算反應熱真題示例(2020全國節(jié)選)天然氣的主要成分為CH

8、4,一般還含有C2H6等烴類,是重要的燃料和化工原料。乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)H1,相關物質的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表所示:物質C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃燒熱H/(kJmol-1)-1 560-1 411-286H1= kJmol-1。對點演練2- 1.(2021重慶適應性測試)已知環(huán)丙烷()可以與H2發(fā)生如下反應(g)+H2(g)CH3CH2CH3(g)H1=-157 kJmol-1。已知環(huán)丙烷(g)的燃燒熱H2=-2 092 kJmol-1,丙烷(g)的燃燒熱H3=-2 220 kJmol-1,1 mol液態(tài)水蒸發(fā)為氣態(tài)水的焓變?yōu)镠4=+

9、44 kJmol-1。則2 mol氫氣完全燃燒生成氣態(tài)水的H為()A.-658 kJmol-1B.-482 kJmol-1C.-329 kJmol-1D.-285 kJmol-12- 2.(2021遼寧適應性測試)環(huán)氧乙烷是高效消毒劑,可用于口罩等醫(yī)用品消毒,工業(yè)常用乙烯氧化法生產環(huán)氧乙烷。主反應:2CH2CH2(g)+O2(g)2(g)H1=-209.8 kJmol-1副反應:CH2CH2(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(g)H2=-1 323.0 kJmol-1若C2H4的燃燒熱H3=-1 411.0 kJmol-1,則環(huán)氧乙烷(g)的燃燒熱H=。易錯警示反應熱計算的常見失誤點

10、。(1)根據(jù)已知的熱化學方程式進行計算時,要清楚已知熱化學方程式中各物質化學式前的化學計量數(shù)表示的物質的量與實際參與反應的物質的物質的量之間的比例關系,然后進行計算。(2)根據(jù)化學鍵斷裂和形成過程中的能量變化計算反應熱時,要注意斷鍵和成鍵的總數(shù),計算時必須是斷鍵和成鍵時吸收和放出的總能量。(3)運用蓋斯定律進行計算時,在調整方程式時,要注意H的值也要隨之調整。易錯防范不失分判斷下列說法的正誤(正確的打“”,錯誤的打“”)。(1)已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 kJmol-1,則稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應生成1 mol水時放出57.3 kJ的熱量。()(2)

11、已知甲烷的燃燒熱為890 kJmol-1,則表示甲烷燃燒熱的熱化學方程式為CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H=-890 kJmol-1。()(3)蓋斯定律是質量守恒定律和能量守恒定律的共同體現(xiàn)。()(4)一個反應一步完成或分幾步完成,兩者相比,經(jīng)過的步驟越多,放出的熱量越多。()(5)同溫同壓下,H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)在光照和點燃條件下的H不同。()(6)不同的熱化學方程式之間,因反應的物質不同,故熱化學方程式不能相加減。()(7)由C(金剛石,s)C(石墨,s)H=-1.9 kJmol-1,可知金剛石比石墨更穩(wěn)定。()專項突破素能提升九、化學反應機理與能

12、量變化模型圖熱點專攻有關化學反應的熱效應知識在各類考題中通常以圖像形式考查,考查點主要有:反應熱的判斷、反應原理、形成化學鍵類型及數(shù)目、活化能(能壘斷開反應物的化學鍵所需的最低能量)大小等,其中對反應歷程中能壘的判斷是近幾年較為新型的一種能量變化考查方式。通過此類題型的考查可使考生根據(jù)催化劑催化反應的過程粒子和能量變化示意圖,認識反應粒子變化的復雜性、能量變化的多樣性,從而培養(yǎng)考生的識圖能力,考查考生的宏觀辨識與微觀探析等學科核心素養(yǎng)。【解法導引】解決這類圖像題應先認真閱讀題干和圖像,特別是圖像的橫坐標和縱坐標分別代表的物理量或物質;然后分析各反應歷程的具體變化,包含物質(或粒子)變化和能量變

13、化;最后結合問題或選項有針對性地進行解題或逐項判斷各選項描述的正誤?！舅季S建?！咳酵黄颇芰孔兓罨?能壘)圖:題型突破(2021山東卷)18O標記的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中發(fā)生水解,部分反應過程可表示為:+OH-+CH3O-能量變化如圖所示。已知為快速平衡,下列說法正確的是()A.反應、為決速步B.反應結束后,溶液中存在18OH-C.反應結束后,溶液中存在COHD.反應與反應活化能的差值等于圖示總反應的焓變【解題思路】答案 B應考訓練1.(雙選)(2020山東模擬考)熱催化合成氨面臨的兩難問題:釆用高溫增大反應速率的同時會因平衡限制導致NH3產率降低。我國科研人員研制了Ti-H-Fe雙

14、溫區(qū)催化劑(Ti-H區(qū)域和Fe區(qū)域的溫度差可超過100 )。Ti-H-Fe雙溫區(qū)催化合成氨的反應過程如圖所示,其中吸附在催化劑表面上的物種用*標注。下列說法正確的是()A.為NN的斷裂過程B.在高溫區(qū)發(fā)生,在低溫區(qū)發(fā)生C.為N原子由Fe區(qū)域向Ti-H區(qū)域傳遞的過程D.使用Ti-H-Fe雙溫區(qū)催化劑使合成氨反應轉變?yōu)槲鼰岱磻?.(2021河北卷節(jié)選)當今,世界多國相繼規(guī)劃了碳達峰、碳中和的時間節(jié)點。因此,研發(fā)二氧化碳利用技術,降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點。研究表明,在電解質水溶液中,CO2氣體可被電化學還原。在電解質水溶液中,三種不同催化劑(a、b、c)上CO2電還原為CO的反應過程中(H

15、+電還原為H2的反應可同時發(fā)生),相對能量變化如圖。由此判斷,CO2電還原為CO從易到難的順序為(用a、b、c字母排序)。圖1CO2電還原為CO圖2H+電還原為H23.我國科學家利用計算機模擬計算,分別研究反應CH3OH(g)+SO3(g)CH3OSO3H(g)H=-63.4 kJmol-1在無水和有水條件下的反應過程,如圖所示,其中分子間的靜電作用力用“”表示。(1)分子間的靜電作用力最強的是(填“a”“b”或“c”)。(2)水將反應的最高能壘由eV降為 eV。(3)d到f轉化的實質為質子轉移,該過程斷裂的化學鍵為(填字母)。A.CH3OH中的氫氧鍵B.CH3OH中的碳氧鍵C.H2O中的氫氧

16、鍵D.SO3中的硫氧鍵4.(2020安徽蚌埠模擬)工業(yè)合成氨對人類生存貢獻巨大,反應原理為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H(1)科學家研究在催化劑表面合成氨的反應機理,反應步驟與能量的關系如圖所示(吸附在催化劑表面的粒子用*標注,省略了反應過程中的部分粒子)。寫出步驟c的化學方程式:;由圖像可知合成氨反應的H(填“”“”“v(P2),D項錯誤。真題示例2- 1.答案 6C(石墨,s)+3H2(g)C6H6(l)H=+49.1 kJmol-1解析 根據(jù)表格燃燒熱數(shù)據(jù)可知,存在反應C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)H1=-393.5 kJmol-1,H2(g)+O2(g)H2O(l)H

17、2=-285.8 kJmol-1,C6H6(l)+O2(g)6CO2(g)+3H2O(l)H3=-3 267.5 kJmol-1,根據(jù)蓋斯定律,6+3-得反應:6C(石墨,s)+3H2(g)C6H6(l)H=(-393.5 kJmol-1)6+(-285.8 kJmol-1)3-(-3 267.5 kJmol-1)=+49.1 kJmol-1。2- 2.答案 2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)H=-351 kJmol-1解析 觀察題圖,可得出以下兩個熱化學方程式:V2O4(s)+2SO3(g)2VOSO4(s)H1=-399 kJmol-1,V2O4(s)+SO

18、3(g)V2O5(s)+SO2(g)H2=-24 kJmol-1,由-2得2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)H=H1-2H2=-399 kJmol-1-(-24 kJmol-1)2=-351 kJmol-1。對點演練D解析 HNO3和 KOH分別是強酸和強堿,當其反應生成1 mol 水時,放出的熱量為57.3 kJmol-1,故反應熱H應等于-57.3 kJmol-1,A項錯誤;NH3H2O是弱堿,電離吸熱,故當NH3H2O與HNO3反應生成1 mol水時,放出的熱量小于57.3 kJ,則反應熱H應大于-57.3 kJmol-1,B項錯誤;CH3COOH是弱酸,

19、電離吸熱,故當CH3COOH與KOH反應生成1 mol水時,放出的熱量小于57.3 kJ,則反應熱H應大于-57.3 kJmol-1,C項錯誤;NH3H2O是弱堿,CH3COOH是弱酸,電離吸熱,故當CH3COOH與NH3H2O反應生成1 mol水時,放出的熱量小于57.3 kJ,則反應熱H應大于-57.3 kJmol-1,D項正確。易錯防范不失分答案 (1)(2)(3)(4)(5)考點二反應熱的計算經(jīng)典對練得高分真題示例答案 (1)+40.9(2)H2+H3-H5(或H3-H4)44(3)-49AH1為正值,H2和H為負值,反應的活化能大于反應的解析 (1)根據(jù)蓋斯定律可得-=,則H3=+4

20、0.9 kJmol-1。(2)根據(jù)題目所給出的化學方程式關系可知,a=b+c-e=c-d,根據(jù)蓋斯定律則有H1=H2+H3-H5=H3-H4。由圖可知,反應過程中能量變化出現(xiàn)了4個峰,即經(jīng)歷了4步反應;且從左往右看4次活化能吸收中,第4次對應的峰最高,對應的正反應活化能最大。(3)二氧化碳加氫制甲醇的總反應可表示為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),根據(jù)蓋斯定律可知,+可得二氧化碳加氫制甲醇的總反應:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H=(+41 kJmol-1)+(-90 kJmol-1)=-49 kJmol-1;該反應總反應為放熱反應,因此生成物

21、總能量低于反應物總能量,反應為慢反應,因此反應的活化能高于反應,同時反應的反應物總能量低于生成物總能量,反應的反應物總能量高于生成物總能量,因此示意圖中能體現(xiàn)反應能量變化的是A項。對點演練答案 +247.4解析 給反應O2(g)+H2(g)H2O(g)編序號為反應,由蓋斯定律可得:反應=反應+反應-反應,故H1=H2+H3-H=+247.4 kJmol-1。真題示例答案 +137解析 表示乙烷、乙烯、氫氣燃燒熱的熱化學方程式分別為:a.C2H6(g)+O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)H2=-1 560 kJmol-1b.C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)H3=-

22、1 411 kJmol-1c.H2(g)+O2(g)H2O(l)H4=-286 kJmol-1根據(jù)蓋斯定律,由a-(b+c)可得由乙烷轉化為乙烯的熱化學方程式為C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)H1=+137 kJmol-1。對點演練2- 1.B解析 已知反應為(g)+H2(g)CH3CH2CH3(g)H1=-157 kJmol-1。反應:(g)+O2(g)3CO2(g)+3H2O(l)H2=-2 092 kJmol-1,反應:CH3CH2CH3(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)H3=-2 220 kJmol-1,變化:H2O(l)H2O(g)H4=+44 kJmol-1

23、,則由蓋斯定律,反應-反應+反應+變化得到反應:H2(g)+O2(g)H2O(g)H,H=H1-H2+H3+H4=-241 kJmol-1,則2 mol氫氣完全燃燒生成氣態(tài)水的熱化學方程式為2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-482 kJmol-1,B正確。2- 2.答案 -1 306.1 kJmol-1解析 已知C2H4的燃燒熱H=-1 411.0 kJmol-1,則有C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)H3=-1 411.0 kJmol-1,根據(jù)蓋斯定律,(該反應2-主反應)2可得:(g)+O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)H=(2H3-H1)=-1 306.1 kJmol-1。易錯防范不失分答案 (1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)專項突破素能提升九化學反應機理與能量變化模型圖應考訓練1.BC解析 從圖中反應過程看,為N2被催化劑吸附,N2中化學鍵沒有斷開,A項錯誤;合成氨反應是放熱