專項(xiàng)12化學(xué)能與熱能能量轉(zhuǎn)化歷程圖

該專題分為三個(gè)板塊

［1］知識(shí)點(diǎn)梳理

【2】真題模擬演練

［3］專項(xiàng)練習(xí)

11］知識(shí)點(diǎn)梳理.

一、AH的求解方式

1、AH=H(生成物)一H(反應(yīng)物)

2、AH=￡E(反應(yīng)物鍵能)一ZE(生成物鍵能)

3、蓋斯定律

二、熱化學(xué)方程式中的注意事項(xiàng)

(1)未標(biāo)明反應(yīng)物或生成物的狀態(tài)而造成錯(cuò)誤。

(2)反應(yīng)熱的符號(hào)使用不正確，即吸熱反應(yīng)未標(biāo)出“十”號(hào)，放熱反應(yīng)未標(biāo)出“”號(hào)，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤。

(3)漏寫(xiě)AH的單位，或者將AH的單位寫(xiě)為kJ,從而造成錯(cuò)誤。

(4)反應(yīng)熱的數(shù)值與方程式的計(jì)量數(shù)不對(duì)應(yīng)而造成錯(cuò)誤。

(5)對(duì)燃燒熱、中和熱的概念理解不到位，忽略其標(biāo)準(zhǔn)是1mol可燃物或生成1molH2O⑴而造成錯(cuò)誤。

三、鍵長(zhǎng)、能量、穩(wěn)定性的關(guān)系

鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，鍵能越小，物質(zhì)能量越大，越不穩(wěn)定

鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，物質(zhì)能量越小，越穩(wěn)定

［2］真題模擬演練

例1.(2021.東城區(qū)模擬)如圖所示為某基元反應(yīng)過(guò)程的能量變化(El、E2、E3均大于0)。下列說(shuō)法正確的是

()

A.該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

B.E|+E3為該反應(yīng)的活化能

C.圖中對(duì)應(yīng)的該反應(yīng)的焰變AH=-E2

D.NCh和co分子發(fā)生有效碰撞才能形成過(guò)渡狀態(tài)分子

例2.(2021?廈門(mén)模擬)CH2===C&與HC1的加成反應(yīng)由第一步HC1+CH2==CH2TH3+C===CH2+C「和第二

步H3+C===CH2+C1-CH.、一CH￡1組成，能量與反應(yīng)歷程如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()

A.兩步反應(yīng)均釋放能量

B.第一步的反應(yīng)速率比第二步的慢

C.第二步H3+C===CH2與C「的碰撞100%有效

1

D.總反應(yīng)HCl(g)+CH2===CH2?->CH3cH2cl(g)的AH=(Ea!-Ea2)kJ-moF

練習(xí)1.(2021?大連模擬)甲酸脫氫可以生成二氧化碳，我國(guó)科學(xué)家利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，研究在催化劑表面脫氫

的反應(yīng)歷程與能量的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()

A.甲酸脫氫生成二氧化碳為吸熱反應(yīng)

B.歷程中最大能壘(反應(yīng)活化能)為44.7kJ-moF'

1

C.反應(yīng)CO2(g)+2H*===CO2(g)+H2(g)AH=+3.3kJ-moF

D.使用催化劑能夠加快反應(yīng)速率，降低熔變，提高平衡產(chǎn)率

練習(xí)2.理論研究表明，在101kPa和298K下，HCN===HNC異構(gòu)化反應(yīng)過(guò)程的能量變化如圖所示。下列

說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.HCN比HNC穩(wěn)定

氏該異構(gòu)化反應(yīng)的AH=-59.3kJmol-1

C.使用催化劑，不能改變反應(yīng)的反應(yīng)熱

D.升高溫度，該反應(yīng)正反應(yīng)速率增大的程度大于逆反應(yīng)速率增大的程度

[3]專項(xiàng)練習(xí)

1.(2022,浙江?高三階段練習(xí))甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)分別生成Imol相關(guān)有機(jī)物的能量變化如圖所示：

2.(2022?山西?榆次一中高三階段練習(xí))合成氨反應(yīng)在催化劑作用下的反應(yīng)歷程如圖所示(下列微粒均為氣

態(tài)，ad表示吸附態(tài))，下列說(shuō)法不正確的是

1

A.合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N2(g)+3H2(g)^2NH3(g)AH=92kJmol

B.合成氨反應(yīng)過(guò)程中，決定化學(xué)反應(yīng)快慢的基元反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N;ld(g)+3Had(g)=NHJd(g)+2H;1d(g)

△H=+106kJmol1

C.斷裂ImoM(g)中共價(jià)鍵需吸熱34kJ

D.過(guò)程N(yùn)Fhad-NH3ad比過(guò)程N(yùn)Had—NH2ad吸收熱量更大的原因是NH2ad-NH3ad克服的NH對(duì)H原子的排

斥力比NHad-NH2ad克服的NH對(duì)H原子的排斥力要大

3.(2022?江蘇省包場(chǎng)高級(jí)中學(xué)高三開(kāi)學(xué)考試)丙烷脫氫是制備丙烯的一種常見(jiàn)方法，下圖是某催化劑催化

該過(guò)程的能量變化，*表示吸附在催化劑表面的物種。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是

A.Imol丙烷中的總鍵能大于1mol丙烯及Imol氫氣的總鍵能之和

B.在該條件下，所得丙烯中不含其它有機(jī)物

C.該過(guò)程中發(fā)生了碳碳鍵的斷裂與形成

A.中間體12比中間體II更穩(wěn)定

B.該歷程中的反應(yīng)③為該反應(yīng)的決速步

C.平衡狀態(tài)時(shí)，升溫使反應(yīng)正向移動(dòng)

D.使用更高效的催化劑可降低反應(yīng)所需的活化能和反應(yīng)熱

說(shuō)明：①E表示方框中物質(zhì)的總能量(單位：kJ/mol),TS表示過(guò)渡態(tài)。

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.水解反應(yīng)過(guò)程中中心碳原子的雜化軌道類型發(fā)生變化

下列說(shuō)法正確的是

D.放熱最多的步驟只有非極性鍵形成

B.過(guò)程①屬于吸熱反應(yīng)

C.由圖可推知，發(fā)生消去反應(yīng)①或②時(shí)，環(huán)戊烷斷鏈吸收的能最高于環(huán)戊烯斷鍵吸收的能量

D.物質(zhì)變化過(guò)程中所放出或吸收的熱量的多少與路徑無(wú)關(guān)

9.（2022?全國(guó)?高三專題練習(xí)）丙烷鹵代反應(yīng)的部分反應(yīng)機(jī)理（以CL為例）如下：

I.Cl2（g）^2Cl（g）

其中，II步反應(yīng)為決速步驟，能鼠?隨反應(yīng)進(jìn)程的變化如圖，下列說(shuō)法不正確的是

A.氯代時(shí)I步反應(yīng)的AH大于澳代時(shí)

C.丙烷中不同基團(tuán)上碳?xì)滏I斷裂吸收的能量不同

10.（2022.全國(guó)?高三專題練習(xí)）苯與母2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

B.該反應(yīng)歷程，苯與BL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B&,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

11.（2022?全國(guó)?高三專題練習(xí)）下圖是不飽和燃加氫時(shí)能量變叱示意圖（E代表反應(yīng)物具有的總能量），具

體數(shù)據(jù)如下：

A.過(guò)程中經(jīng)歷兩個(gè)過(guò)渡態(tài)TSI12、TS2⑵說(shuō)明該過(guò)程包含兩個(gè)基元反應(yīng)

B.該過(guò)程的總反應(yīng)速率主要由過(guò)程①?zèng)Q定

C.升高溫度，有利于過(guò)程②的進(jìn)行

,

D.過(guò)程①的熱化學(xué)方程式為I(s)4-CO2(g)=I12(s)AA7=2.08kJ*mol

COOCH.

JCOOCH和，I

16.(2022?山東?新泰市第一中學(xué)二模)CH3cH=CHCOOCH3有兩種立體異構(gòu)體

由CH3CHO和Ph3P二CHCOOCH3反應(yīng)制取這兩種異構(gòu)體的歷程中能量變化如圖

已知：在立體結(jié)構(gòu)中，實(shí)線表示該鍵在紙平面上，實(shí)楔形線表示該鍵在紙前方,虛線表示該鍵在紙后方。

下列說(shuō)法正確的是

COOCH,

COOCH比,穩(wěn)定

A.

B.溫度升高，CHUCHO的轉(zhuǎn)化率減小

Ph,P-O

CHooM

COOCH3COOCH.

C.生成\一/.的過(guò)程中，速率最快的是由生成'一/.的反應(yīng)

D.兩個(gè)反應(yīng)歷程中，中間產(chǎn)物相同

17.(2022?全國(guó)?高三專題練習(xí))相同溫度和壓強(qiáng)下，關(guān)于反應(yīng)的AH,下列判斷正確的是

ff、-CHCH

18.苯乙烷\=/2③與cb在光照條件下發(fā)生一氯取代，生成兩種一取代物的速率如圖1,反應(yīng)基本

歷程如圖II,下列說(shuō)法不正確的是

A.反應(yīng)①②③的△〃>(),反應(yīng)④?⑥的△〃<()

B.光照條件下，得到等物質(zhì)的曷的(A)和(B)時(shí)，生成(A)時(shí)需要能量更少

C.使用恰當(dāng)?shù)拇呋瘎?，可以使反?yīng)②的程度減小，反應(yīng)③的程度增大

°CHCH。嚴(yán)％O-h產(chǎn)

D.在相同條件下，由―23分別制備等物質(zhì)的最的C1和0,△〃相

等

19.(2021?遼寧?沈陽(yáng)二中高三階段練習(xí))研究表明N2O與CO在Fe+作用下發(fā)生反應(yīng)的能量變化及反應(yīng)過(guò)

程如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

能量

Fe++NQFeO?+N：除“8誨?:

反應(yīng)過(guò)7

A.FeO+是催化劑，降低了反應(yīng)活化能從而加快反應(yīng)速率

B.N2O與CO2均為直線型分子

C.在FeO++CO-Fe++CO2反應(yīng)中，CO和CO2分子極性不同

D.Nz與COz轉(zhuǎn)變成NzO和CO的總過(guò)程AHX)

20.(2021?山東?高三專題練習(xí))我國(guó)科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了在銅催化劑條件下將DMFKCH^NCHO］轉(zhuǎn)化為三甲胺

［N(CH3)3］。計(jì)算機(jī)模擬單個(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)法不正確的是

A.該歷程中最大能壘(活化能)為l』9eV

B.該歷程中最小能壘的化學(xué)方程式為(CH3)2NCH2OH*=(CH3)2NCH?+OH*

C.該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為(CH3)2NCHO(g)+2H2(g)=N(CH3)3(gi+H2O(g)△//=1^eVmol1

D.增大壓強(qiáng)或增大H2的濃度均能加快反應(yīng)速率，并增大DMF的平衡轉(zhuǎn)化率

21.(2021?陜西?西安中學(xué)高三階段練習(xí))I,3丁二烯(八八、)與HBr發(fā)生加成反應(yīng)分兩步：第一步

H+進(jìn)攻1,3丁二烯生成碳正離子中間體(CH3cH」+'CH2)：第二步Br進(jìn)攻碳正離子完成1,2加成或1,4

加成。反應(yīng)進(jìn)程中的能量變化如下圖所示。已知在較低溫度時(shí)，得到以1,2加成產(chǎn)物為主；在較高溫度下，

以I,4加成產(chǎn)物為主。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

能

CH,CH

IA(1、2-加成產(chǎn)物)

CH,=CH-CH=CH,

CH,CHBrCH=CH;

+HBr'一CHiCHCHCFLBr

(1,4-加成產(chǎn)物)

反應(yīng)進(jìn)程

A.第一個(gè)過(guò)渡態(tài)決定反應(yīng)速率，第二個(gè)過(guò)渡態(tài)決定產(chǎn)物組成

B.在較低溫度下，1,2加成反應(yīng)速率比1,4加成更快

C.在較高溫度下，1,4加成產(chǎn)物比1,2加成產(chǎn)物更穩(wěn)定

22.(2021?江蘇?高三期末)在二氧化碳加氫制甲醇的反應(yīng)體系中，主要發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

,

反應(yīng)I：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)z^//=49.5kJmol

反應(yīng)H：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)A^2

,

反應(yīng)HI：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)A//j=40.9kJmol

在體積為1L的恒容密閉容器中通入ImolCCh和3moi比，發(fā)生上述反應(yīng)，CCh的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度和壓強(qiáng)

的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A.A〃2=90.4kJmoli

B.在某溫度下，平衡時(shí)容器中CH30H(g)為0.3moLCO(g)為0.3mol,則反應(yīng)川的平衡常數(shù)為0.25

C.壓強(qiáng)〃/、〃2、P3由小到大的順序?yàn)镻/〈P2Vp3

D.高溫、高壓一定有利于提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率

23.(2021?吉林?長(zhǎng)春吉大附中實(shí)驗(yàn)學(xué)校高三階段練習(xí))鹵化錢(qián)(NH4X)的能量關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法

正確的是

NH4X(S)NII3(g)+IIX(g)

|△〃2

△//5Nlh(gHll(g)+X(g)

JA/6

NH^(aq)+X'(aq)NH3(g)+H'(aq)+X，aq)

A.A"2VoB.相同條件下，NFhCl的八"2比NHJ的小

C.相同條件下，NHK1的比NHj的小D.△”/+A”2+汁△"^△"5=0

24.將SOCL與Cu(NO3)2-3H2O晶體?起加熱，能得到無(wú)水CiKNOR。下列說(shuō)法不正確的是

C.SOC12易與水反應(yīng)及反應(yīng)后產(chǎn)生酸性氣體有利丁無(wú)水CU(NOS)2生成

A

=

D.Cu(NO3)2-3H2O(s)Cu(NO3)2(s)+3H2O(g),HNO3氣流可抑制反應(yīng)進(jìn)行

25.(2021?黑龍江?鶴崗一中高三階段練習(xí))已知反應(yīng)：①101kPa時(shí)，2C(s)+Ch(g)=2CO(g)\H=22\kJmol

②桶溶液中，卬網(wǎng))+014-(叫尸由06A〃=57.3kJ-moP1

③2sOKg)+O2(g)=2SO3(g)bH=QkJ-mol1(Q>0)

下列結(jié)論正確的是

A.碳的燃燒熱等于110.5k>mo「

B.稀硫酸與稀氫氧化鋼溶液反應(yīng)生成1mol水時(shí)放出57.3kJ的熱量

C.相同條件下，2molSCh(g)和1molCh(g)所具有的能量小于2molSCh(g)所具有的能量

D.將?定量SO2(g)和O?(g)置于某密閉容器中充分反應(yīng)后放熱QkJ,則此過(guò)程中有2moiSCh：g)被氧化

26.反應(yīng)CCh(g)+3H2(g):CHQH[g)+H2O(g)使用不同催化劑的調(diào)控中，研究人員發(fā)現(xiàn).一定條件下，Pl單原

子傕化劑有著高達(dá)90.3%的甲醇選擇性。反應(yīng)歷程如圖所示，其中吸附在催化劑表面上的物種用“*”表示，

“TS”表示過(guò)渡態(tài)。下列說(shuō)法正確的是

A.該反應(yīng)的AHX)

B.Pt為固體催化劑，其表面積對(duì)催化效果無(wú)影響

3

C.能壘(活化能)為L(zhǎng)48eV的反應(yīng)為HCOOH*(g)+2H2(g)=H2co014*值)+5比

D.如果換用銅系催化劑，所得反應(yīng)歷程與圖示相同

27.(2021.全國(guó)?高三專題練習(xí))根據(jù)卜圖所得判斷正確的是()

已知：I2(g)=l2(s)AH=62.4kJ/mol

A.圖1反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

B.圖2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2HI(g)=H2(g)+I2(g)A〃=+9.4kJ/mol

C.圖2中若I2的狀態(tài)為固態(tài)，則能量變化曲線可能為①

D.斷裂ImolHMg)和ImolL(g)中化學(xué)鍵需要的能量大于斷裂2moiHl(g)中化學(xué)鍵需要的能量

28.某科研人員提出HCHO與0?在羥基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、&O的歷程，該歷程如圖所

示(圖中只畫(huà)出了HAP的部分結(jié)構(gòu)，用評(píng)0標(biāo)記羥基磷灰石中的羥基氧原子)。下列說(shuō)法正確的是

A.反應(yīng)物的鍵能之和大于生成物的鍵能之和

B.HAP改變了該反應(yīng)的歷程和焰變，加快了反應(yīng)速率

C.經(jīng)過(guò)該催化何化過(guò)程后,80仍然在HAP中

D.反應(yīng)過(guò)程中，碳原子由sp?雜化變?yōu)閟p雜化

29.（2021.全國(guó)?高三專題練習(xí)）如圖（瓦表示活化能）是CH?與CL生成CH￡1的部分反應(yīng)過(guò)程中各物質(zhì)物

質(zhì)的能量變化關(guān)系圖，下列說(shuō)法正確的是（）

A.G?可由CL在高溫條件下生成，是Cd與CL反應(yīng)的催化劑

B.升高溫度，EarEa2均減小，反應(yīng)速率加快

C.增大C12的濃度，可提高反應(yīng)速率，但不影響AH的大小

D.第一步反應(yīng)的速率大于第二步反應(yīng)

3（）.炭黑是霧霾中的重要顆粒物，研究發(fā)現(xiàn)它可以活化氧分子，生成活化氧?；罨^(guò)程的能晟變化模擬計(jì)

算結(jié)果如右圖所示?；罨蹩梢钥焖傺趸疭02。下列說(shuō)法不正確的是

-9.2一無(wú)水一有水

炭黑和氣氣6a收于。破原W活化中

A.每活化一個(gè)氧分子放出0.29eV能量

B.水可使氧分子活化反應(yīng)的活化能降低0.42eV

c.氧分子的活化是0—0的斷裂與c—o鍵的生成過(guò)程

D.炭黑顆粒是大氣中SO?轉(zhuǎn)化為S03的催化劑

31.下列說(shuō)法正確的是

C.已知:

共價(jià)鍵

348610413436

NHX

?(,>--------------------?NH3(<)+HX(C)

卜”2

△〃5

NH

3(t)-H(e>+X(t>

△，3

V

NH；"+一△”“.NH3⑴+H[q)+X&)

33.下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的敘述正確的是

A.已知甲烷的燃燒熱為890.3kJ.moll則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為

CH4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)AH=890.3kJ/mol

B.已知C(石墨,s)二C(金剛石,s)AH〉。,則金剛石比石墨穩(wěn)定

C.已知中和熱為AH=57.4kJ/mo1,則Imol稀硫酸和足最稀NaOH溶液反應(yīng)的反應(yīng)熱就是中和熱

D.已知S(g)+O2(g)=SO2(g)AHi：S(s)+O2(g)=SO2(g)AH2,WJAHI<AH2;

-

34.已知25℃時(shí)：①HF(叫)+OH(叫)(叫)+H2O(1)AH=-67.7kJ/mol

-

②H+(aq)+OH(aq)==H2O(1)AH=-57.3kJ/mol下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是()

A.HF電離：HF(aq)UH'(aq)+F-(叫)△!■!=+10.4KJ/mol

B.水解消耗0.1molF一時(shí),吸收的熱量為6.77kJ

C.中和熱均為57.3kJ/mol

D.含1molHF、ImolNaOH的兩種溶液混合后放出的熱量為67.7kJ

35.甲烷與氯氣在光照條件下取代反應(yīng)的部分反應(yīng)歷程和能量變化如下：

第一步：Cl2(g)->2Cl(g)AHi=+242.7kJ/moi

第二步：CH4(g)+Cl(g)->CHXg)+HCl(g)AH2=+7.5kJ/mol

第三步：CH3(g)+C12(g)TCH3Q(gj+CI(g)z\H3=112.9口/巾01(其中043表示甲基，Cl表示氯原子)

下列說(shuō)法不正確的是()

A.卬烷與氯氣在光照下發(fā)生反應(yīng)的過(guò)程中會(huì)生成少量的乙烷

B.CH4(g)+C12(g)->CH3Cl(g)+HCl(g)AH=105.4kJ/mol

C.形成ImolCH.QKg)中CC1鍵放出的能最比拆開(kāi)ImolCb(g)中C1C1鍵吸收的能最多

D.若是CH』與Bn發(fā)生取代反應(yīng)，則第二步反應(yīng)的△H<+7.5kJ/mol

36.在25℃、1.01x105Pa下，將22gCCh通入750mLimol/LNaOH溶液中充分反應(yīng),測(cè)得反應(yīng)放出xkJ

熱量。在該條件下，1molCO2通入Imol/LNaOH溶液2L中充分反應(yīng)放出ykJ熱量。則CO2與NaOH溶液

反應(yīng)生成NaHCO.的熱化學(xué)方程式是

A.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq)^H=—(2y—.x)kJ-mor1

B.CC)2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(叫)△，=—(2x—y)kJaioP

C.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCOs(aq)△"=—(4x—y)kJmoL

D.2CO2(g)+NaOH(l)=NaHCO3(l)A〃=一(8］一2)，)kJmoL

37.(2021?全國(guó)?高三專題練習(xí))下圖是通過(guò)熱化學(xué)循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應(yīng)系

統(tǒng)原理。

/...漏花幫賴福江朱方辿葡蛋系獲々T5.......................................\

：H:SO+(aq)-S0：⑻+H：0(l)Jo：⑶期=327kJmo「\

?X

1

：SO;Ig)-1,(s)+2H:011j=2HIIaqKIaqI--151Umol"\

熱化學(xué)硫碘循環(huán)腐化氫分解鏟氫氣、硫磺系統(tǒng)(n)

2HIIaqI一旦(g)^I:(s)110kJmoL