化學(xué)反應(yīng)與能量-2023年高考化學(xué)母題題源解密（全國(guó)通用）1（原卷版）

專(zhuān)題08化學(xué)反應(yīng)與能量

【母題來(lái)源】2022年浙江卷

【母題題文】相關(guān)有機(jī)物分別與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成Imol環(huán)己烷([J)的能量變化如圖所示：

下列推理不無(wú)理的是

A.2AHI-AH2,說(shuō)明碳碳雙鍵加氫放出的熱量與分子內(nèi)碳碳雙鍵數(shù)目成正比

B.AH2<AH3,說(shuō)明單雙鍵交替的兩個(gè)碳碳雙鍵間存在相互作用，有利于物質(zhì)穩(wěn)定

C.3AH!<AH4,說(shuō)明苯分子中不存在三個(gè)完全獨(dú)立的碳碳雙鍵

D.AH3-AH!<0,AH4-AH3>0,說(shuō)明苯分子具有特殊穩(wěn)定性

【試題解析】

A.2AHI^AH2,說(shuō)明碳碳雙鍵加氫放出的熱量與分子內(nèi)碳碳雙鍵數(shù)目成正比，但是不能是存在相互作用的

兩個(gè)碳碳雙鍵，A錯(cuò)誤；

B.AH2<AH3,即單雙鍵交替的物質(zhì)能量低，更穩(wěn)定，說(shuō)明單雙鍵交替的兩個(gè)碳碳雙鍵間存在相互作用，

有利于物質(zhì)穩(wěn)定，B正確；

[j+3H2(g)-(1)AH4,

C.由圖示可知，反應(yīng)I為：(1)+H2(g)-(1)AHi反應(yīng)IV為：

故反應(yīng)I是Imol碳碳雙鍵加成，如果苯環(huán)上有三個(gè)完全獨(dú)立的碳碳三鍵,則3AHi=AH4,現(xiàn)3AH1VAH4,

說(shuō)明苯分子中不存在三個(gè)完全獨(dú)立的碳碳雙鍵，C正確；

D.由圖示可知，反應(yīng)I為：⑴+142值)—(^|(必!1]反應(yīng)IH為：《

](l)+2H2(g)t(1)AH3反

應(yīng)IV為：+3H2?T(1)AH4,AH3-AH!<0即(1)+H2(g)AH4-AH3

>0即Cj+H2(g)i⑴AH>0,則說(shuō)明Cjj具有的總能量小于0,能量越低越穩(wěn)定，則說(shuō)

明苯分子具有特殊穩(wěn)定性，D正確；

故答案為：A。

【母題來(lái)源】2022年全國(guó)乙卷

【母題題文】油氣開(kāi)采、石油化工、煤化工等行業(yè)廢氣普遍含有的硫化氫，需要回收處理并加以利用?；?/p>

答下列問(wèn)題：

(1)已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

①2H2s(g)+3O；!(g)=2SO2但)+2凡0?4凡=-1()36kJ-mol'1

(g)4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)AH2=94kJmoF'

③2H2(g)+C)2(g)=2H2O(g)AH,=-484kJ-mol'1

計(jì)算H2S熱分解反應(yīng)④2H°S(g)=S2(g)+2H2(g)的AH4=kJ?mol」。

(2)較普遍采用的H2s處理方法是克勞斯工藝。即利用反應(yīng)①和②生成單質(zhì)硫。另一種方法是：利用反應(yīng)④

高溫?zé)岱纸釮°S。相比克勞斯工藝，高溫?zé)岱纸夥椒ǖ膬?yōu)點(diǎn)是,缺點(diǎn)是.

【試題解析】

(1)已知：

①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)△H/=-1036kJ/mol

@4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)AW2=94kJ/mol

③2H2(g)+Ch(g)=2H2O(g)Aft=-484kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律(①+②)xg—③即得到2H2s(g)=S2(g)+2H2(g)的△%=(-1036+94)kJ/molxg+484kJ/mol=

170kJ/mol；

⑵根據(jù)蓋斯定律(①+②)xg可得2H2s(g)+Ch(g)=S2(g)+2H2O(g)△〃=(-1036+94)kJ/molxg=-314kJ/mol,

因此，克勞斯工藝的總反應(yīng)是放熱反應(yīng)；根據(jù)硫化氫分解的化學(xué)方程式可知，高溫?zé)岱纸夥椒ㄔ谏蓡钨|(zhì)

硫的同時(shí)還有氫氣生成。因此，高溫?zé)岱纸夥椒ǖ膬?yōu)點(diǎn)是：可以獲得氫氣作燃料；但由于高溫分解H2s會(huì)

消耗大量能量，所以其缺點(diǎn)是耗能高。

【命題意圖】

以蓋斯定律的應(yīng)用立題，考查熱化學(xué)方程式反應(yīng)熱的計(jì)算、能量變化與AH、活化能的圖像問(wèn)題.要求考生

理解蓋斯定律，并能運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)婚變的計(jì)算。

【命題方向】

化學(xué)反應(yīng)中的能量變化屬于逐漸強(qiáng)化的高考熱點(diǎn)，涉及到熔變與化學(xué)鍵的關(guān)系，熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)和正

誤判斷，反應(yīng)熱大小的比較和計(jì)算，燃燒熱和中和熱的理解與測(cè)定等。預(yù)計(jì)在2023年的高考中，反應(yīng)熱的

考查內(nèi)容將不斷拓寬，對(duì)熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)及蓋斯定律的應(yīng)用要求會(huì)有所提高，另外試題可能更加關(guān)注

能源問(wèn)題、科技成果，運(yùn)用化學(xué)基本理論或有機(jī)物的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。

【得分要點(diǎn)】

一.熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)與判斷。

(1)△”只能寫(xiě)在標(biāo)有反應(yīng)物和生成物狀態(tài)的化學(xué)方程式的右邊。若為放熱反應(yīng)，為若為吸熱反應(yīng)，

\H為“+”。的單位一般為kJ/mol。

(2)反應(yīng)熱△〃與測(cè)定條件(溫度、壓強(qiáng)等)有關(guān)。因此，書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí)應(yīng)注明△〃的測(cè)定條件。絕大多

數(shù)是在25℃,1.01x105Pa下測(cè)定的，可不注明溫度和壓強(qiáng)。

(3)熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，并不表示該物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù)。因此物質(zhì)

的系數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。

(4)反應(yīng)物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱數(shù)值以及符號(hào)都可能不同。因此，必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)(s、】、

g、aq)才能完整地體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式的意義。熱化學(xué)方程式中不用“廠和”廣，不用“一>"而用表示。

(5)熱化學(xué)方程式是表示反應(yīng)已完成的數(shù)量。由于△，與反應(yīng)物的物質(zhì)的量有關(guān)，所以熱化學(xué)方程式中各物

質(zhì)的系數(shù)必須與A"相對(duì)應(yīng)，如果系數(shù)加倍，則A”也要加倍。當(dāng)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行時(shí)，其反應(yīng)熱與正

反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號(hào)相反。

二.反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算。

(1)根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算：反應(yīng)熱與反應(yīng)物各物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比。

(2)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量計(jì)算：AH=E(生成物)-E(反應(yīng)物)。

(3)依據(jù)反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂與生成物化學(xué)鍵形成過(guò)程中的能量變化計(jì)算：411=反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂吸收的能

量-生成物的化學(xué)鍵形成釋放的能量。

(4)根據(jù)蓋斯定律的計(jì)算：應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算時(shí)，關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)反應(yīng)過(guò)程，同時(shí)注意：

①參照新的熱化學(xué)方程式(目標(biāo)熱化學(xué)方程式)，結(jié)合原熱化學(xué)方程式(一般2?3個(gè))進(jìn)行合理“變形”，如熱化

學(xué)方程式顛倒、乘除以某一個(gè)數(shù)，然后將它們相加、減，得到目標(biāo)熱化學(xué)方程式，求出目標(biāo)熱化學(xué)方程式

的AH與原熱化學(xué)方程式之間AW的換算關(guān)系。

②當(dāng)熱化學(xué)方程式乘、除以某一個(gè)數(shù)時(shí)，△，也應(yīng)相應(yīng)地乘、除以某一個(gè)數(shù)；方程式進(jìn)行加減運(yùn)算時(shí)，AW

也同樣要進(jìn)行加減運(yùn)算，且要帶符號(hào)，即把AH看作一個(gè)整體進(jìn)行運(yùn)算。

③將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒書(shū)寫(xiě)時(shí)，△”的符號(hào)也隨之改變，但數(shù)值不變。

④在設(shè)計(jì)反應(yīng)過(guò)程中，會(huì)遇到同一物質(zhì)的三態(tài)(固、液、氣)的相互轉(zhuǎn)化，狀態(tài)由固一液一氣變化時(shí)，會(huì)吸熱;

反之會(huì)放熱。

⑤根據(jù)物質(zhì)燃燒放熱的數(shù)值計(jì)算：Q(放)=〃(可燃物)x|AN。

三.反應(yīng)熱(AH)的大小比較。

對(duì)于放熱反應(yīng)來(lái)說(shuō)，AH-OkJ/mol,雖然僅表示放熱的意思，但在比較大小時(shí)要將其看成真正意義上的

“負(fù)號(hào)”，即放熱越多,△”反而越小。如:

(1)同一反應(yīng)，生成物狀態(tài)不同時(shí)，例如A(g)+B(g)^C(g)AHi<0,A(g)+B(g)^

C(l)A“2<0，因?yàn)镃(g)=^C(l)A//3<0,則AH3=A，2-AM，所以AHZVAM。

(2)同一反應(yīng)，反應(yīng)物狀態(tài)不同時(shí)，例如S(g)+O2(g)^SO2(g)AWi<0S(s)+O2(g)^SO2(g)AW<0,

j、例~、的L,、

S(g)"S(s)-S()2(g),AH2+A43=A”I，則A”3=A，|-AH2，又△，3<0，所以△"I<A42。

(3)兩個(gè)有聯(lián)系的不同反應(yīng)相比，例如C(s)+C)2(g)^82(g)A”1<O,C(s)+1o2(g)^CO(g)A//2<0,

根據(jù)常識(shí)可知C0(g)+102(g)^CO2(g)又因?yàn)椤鳌?+A〃3=AM，所以A”2>A，I。

比較反應(yīng)熱大小的四個(gè)注意要點(diǎn)：

(1)反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)；物質(zhì)的氣、液、固三態(tài)的變化與反應(yīng)熱的關(guān)系：

(2)AH的符號(hào)：比較反應(yīng)熱的大小時(shí)，不要只比較AH數(shù)值的大小，還要考慮其符號(hào)。

(3)參加反應(yīng)物質(zhì)的量，當(dāng)反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)相同時(shí)，參加反應(yīng)物質(zhì)的量越多放熱反應(yīng)的AH越小，吸

熱反應(yīng)的AH越大。

(4)反應(yīng)的程度：參加反應(yīng)物質(zhì)的量和狀態(tài)相同時(shí)，反應(yīng)的程度越大，熱量變化越大。

1.(2022?北京/O1中學(xué)三模)下圖是計(jì)算機(jī)模擬的在催化劑表面上水煤氣變化的反應(yīng)歷程。吸附在催化劑

表面的物種用“*”標(biāo)注。

下列說(shuō)法正確的是

A.①表示CO和H2O從催化劑表面脫離的過(guò)程

B.②和④中化學(xué)鍵變化相同，因此吸收的能量相同

C.由圖可知CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)為吸熱反應(yīng)

D.相同條件下，反應(yīng)速率④>②

2.(2022?河南河南?二模)某反應(yīng)可有效降低汽車(chē)尾氣污染物的排放，其反應(yīng)熱△Hn-GZO.gkJ-molL一定條

件下該反應(yīng)經(jīng)歷三個(gè)基元反應(yīng)階段，反應(yīng)歷程如圖所示(TS表示過(guò)渡態(tài))。下列說(shuō)法正確的是

A.AE=306.6kJ/mol

B.三個(gè)基元反應(yīng)中只有③是放熱反應(yīng)

C.該化學(xué)反應(yīng)的速率主要由反應(yīng)②決定

D.該過(guò)程的總反應(yīng)為2co+2NO=N2+2CO2

3.(2022?安徽師范大學(xué)附屬中學(xué)模擬預(yù)測(cè))如圖分別代表溪甲烷和三級(jí)漠丁烷發(fā)生水解的反應(yīng)歷程。下列

說(shuō)法不正確的是

I.CEBr+NaOH-CHsOH+NaBr

H.(CH3)3CBr+NaOH—(CH3)3COH+NaBr

A.反應(yīng)I的AHVO

B.反應(yīng)I有一個(gè)過(guò)渡態(tài)，反應(yīng)H有兩個(gè)過(guò)渡態(tài)

C.反應(yīng)I中C—Br鍵未斷裂，反應(yīng)II有C—Br鍵的斷裂和C—O鍵的形成

D.增加NaOH的濃度，反應(yīng)I速率增大，反應(yīng)H速率不變

4.（2021.安徽合肥.一模）我國(guó)科學(xué)家用N,N-二甲基甲酰胺［（C&bNCHO,簡(jiǎn)稱(chēng)DMF］成功合成了三甲

胺［N（CH3）3〕，研究單個(gè)DMF分子在銅催化劑表面的反應(yīng)歷程如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A.銅催化劑可降低活化能，從而降低反應(yīng)的焰變

B.反應(yīng)歷程中最大能壘（活化能）為2.16eV

C.反應(yīng)歷程中既沒(méi)有碳氮鍵的斷裂也沒(méi)有碳氮鍵的形成

D.制備三甲胺的熱化學(xué)方程式為仁乩）2NCHO（g）+2H式g）=N（CH3）3（g）+H2O（g）AH-l.02eV.moF'

5.（2022?河北保定?一模）苯親電取代反應(yīng)中鹵代反應(yīng)的反應(yīng)進(jìn)程與能量變化曲線如圖所示，下列說(shuō)法正確

的是

A.反應(yīng)分三步進(jìn)行，且各步均為吸熱反應(yīng)

B.決速步的能壘是AE?

C.總反應(yīng)的AH=AE,+AE2+AE,

D.升溫既能加快反應(yīng)速率，又能提高該鹵代反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率

6.（2022.陜西寶雞?三模）我國(guó)科學(xué)家研究了不同含金化合物催化乙烯加氫［C2H4（g）+H2（g）=C2H6（g）

△H=akJ-mol叫的反應(yīng)歷程如下圖所示，下列說(shuō)法正確的是

A.ImolC2H4（g）與lmolH2（g）具有的能量之和小于ImolC2H6（g）的能量

B.過(guò)渡態(tài)物質(zhì)的穩(wěn)定性：過(guò)渡態(tài)1＞過(guò)渡態(tài)2

C.該反應(yīng)的熔變：AH=—129.6kJmol-'

D.相應(yīng)的活化能：催化齊IJAuF＜催化齊AuPF；

7.（2022?福建福州?二模）苯與Br,的催化反應(yīng)歷程如圖所示。關(guān)于該反應(yīng)歷程，下列說(shuō)法正確的是

A.苯與Br,的催化反應(yīng)為放熱反應(yīng)

B.該反應(yīng)歷程，苯與Br°的催化反應(yīng)可生成溪苯、鄰二澳苯

C.苯與Br?的催化反應(yīng)決速步伴隨著極性鍵的斷裂與形成

D.從反應(yīng)速率角度，苯與Br2,的催化反應(yīng)主反應(yīng)為取代反應(yīng)，原因是該反應(yīng)活化能更低

8.（2022.廣東惠州.一模）N2O和CO是環(huán)境污染性氣體，可在Pt2。+表面轉(zhuǎn)化為無(wú)害氣體，有關(guān)化學(xué)反應(yīng)

的物質(zhì)變化過(guò)程及能量變化過(guò)程分別如圖甲、乙所示。下列說(shuō)法不正確的是

A.總反應(yīng)為N2O（g）+CO（g）=CO2（g）+N2（g）AH=AH?+AH2

B.為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化，需不斷向反應(yīng)器中補(bǔ)充Pt2O+和Pt2O；

C.該反應(yīng)正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能

D.總反應(yīng)的AH=-226kJ-mol"

9.(2022?湖北?華中師大一附中模擬預(yù)測(cè))乙煥(HC=CH)能在Hg(H)催化下與水反應(yīng)生成CH3CHO,反應(yīng)歷

程如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A.由反應(yīng)歷程可知：H2O+HC=CH—CH3CHOA/7>0

B.催化劑Hg2+改變了合成乙醛的反應(yīng)歷程和反應(yīng)熱

C.在反應(yīng)過(guò)程③中有非極性鍵的斷裂和形成

D.本反應(yīng)歷程中，決定整個(gè)反應(yīng)快慢的步驟為過(guò)程④

10.(2022?北京?北大附中三模)實(shí)現(xiàn)二氧化碳選擇性、穩(wěn)定性加氫合成甲醇是“甲醇經(jīng)濟(jì)''理念下的一個(gè)重要

成果。由CO2和七合成CH30H的反應(yīng)過(guò)程如下：

I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△Hi=+40.9kJ-mol"

1

ILCO(g)+2H2(g)^^CH30H(g)△H2=-90.4