第一部分熱點專題突破板塊Ⅲ化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)、速率與平衡專題一化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)熱點一蓋斯定律及反應(yīng)熱的計算熱點二反應(yīng)中物質(zhì)的能量、能壘圖像目錄CONTENTS專題突破練（七）化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)熱點三“環(huán)式”反應(yīng)催化機理圖像及分析熱點一蓋斯定律及反應(yīng)熱的計算真題導(dǎo)航高考必備模擬突破1.(2025·陜晉青寧卷節(jié)選)MgCO3/MgO循環(huán)在CO2捕獲及轉(zhuǎn)化等方面具有重要應(yīng)用?？蒲腥藛T設(shè)計了利用MgCO3與H2反應(yīng)生成CH4的路線,主要反應(yīng)如下:Ⅰ.MgCO3(s)===MgO(s)+CO2(g)ΔH=+101kJ·mol-1Ⅱ.CO2(g)+4H2(g)===CH4(g)+2H2O(g)ΔH2=-166kJ·mol-1Ⅲ.CO2(g)+H2(g)===H2O(g)+CO(g)ΔH3=+41kJ·mol-1計算MgCO3(s)+4H2(g)===MgO(s)+2H2O(g)+CH4(g)

ΔH4=

kJ·mol-1。

-65解析

根據(jù)蓋斯定律,目標(biāo)反應(yīng)=反應(yīng)Ⅰ+反應(yīng)Ⅱ,則ΔH4=ΔH1+ΔH2=+101

kJ·mol-1-166

kJ·mol-1=-65

kJ·mol-1。2.(2024·河北卷)氯氣是一種重要的基礎(chǔ)化工原料,廣泛應(yīng)用于含氯化工產(chǎn)品的生產(chǎn)。硫酰氯及1,4-二(氯甲基)苯等可通過氯化反應(yīng)制備。E正+67.59解析

ΔH=正反應(yīng)的活化能-逆反應(yīng)的活化能。代入數(shù)據(jù)得:-67.59=E正-E逆,則E逆=(E正+67.59)

kJ·mol-1。3.(2024·浙江6月選考)資源的再利用和再循環(huán)有利于人類的可持續(xù)發(fā)展。選用如下方程式,可以設(shè)計能自發(fā)進行的多種制備方法,將反應(yīng)副產(chǎn)物偏硼酸鈉(NaBO2)再生為NaBH4。(已知:ΔG是反應(yīng)的自由能變化量,其計算方法也遵循蓋斯定律,可類比ΔH計算方法;當(dāng)ΔG<0時,反應(yīng)能自發(fā)進行。)

NaBO2(s)+2H2(g)+2Mg(s)===NaBH4(s)+2MgO(s)

ΔG=-340kJ·mol-1解析

結(jié)合題干信息,要使得氫原子利用率為100%,可由(2×反應(yīng)Ⅲ)-(2×反應(yīng)Ⅱ+反應(yīng)Ⅰ)得NaBO2(s)+2H2(g)+2Mg(s)===NaBH4(s)+2MgO(s),ΔG=2ΔG3-(2ΔG2+ΔG1)=2×(-570

kJ·mol-1)-[2×(-240

kJ·mol-1)+(-320

kJ·mol-1)]=-340

kJ·mol-1

。高考熱點:蓋斯定律的應(yīng)用及相關(guān)計算是高考熱考的命題點,一般情況下將熱化學(xué)方程式的書寫和蓋斯定律的計算融合在一起考查。題目雖不是很難,但考生易失分。正確做答的關(guān)鍵是利用蓋斯定律合理設(shè)計反應(yīng)途徑計算反應(yīng)熱。1.焓變(反應(yīng)熱)的計算(1)根據(jù)(相對)能量計算:ΔH=_________________________。(2)根據(jù)鍵能計算:ΔH=_______________________________。(3)根據(jù)活化能計算ΔH=_______________________________________。(4)利用蓋斯定律計算ΔH=_________________。H總(生成物)-H總(反應(yīng)物)∑E(反應(yīng)物鍵能)-∑E(生成物鍵能)E(正反應(yīng)的活化能)-E(逆反應(yīng)的活化能)ΔH1+ΔH2+ΔH32.蓋斯定律在熱化學(xué)方程式書寫中的應(yīng)用將所給熱化學(xué)方程式適當(dāng)加減得到所求的熱化學(xué)方程式,反應(yīng)熱也作相應(yīng)的加減運算。流程如下:1.(2025·八省聯(lián)考河南卷)在Zn還原SiCl4的過程中會生成副產(chǎn)物SiCl2,抑制SiCl2生成可以增加Si產(chǎn)量并降低生產(chǎn)能耗。該過程存在如下主要化學(xué)反應(yīng):+330解析

由蓋斯定律得反應(yīng)Ⅲ=2×反應(yīng)Ⅱ-反應(yīng)Ⅰ,則ΔH3=2ΔH2-ΔH1=(2×98+134)

kJ·mol-1=+330

kJ·mol-1。2.(2024·山東卷)水煤氣是H2的主要來源,研究CaO對C-H2O體系制H2的影響,涉及主要反應(yīng)如下:ΔH1+ΔH2+ΔH33.(2025·湖北荊州三模)血紅蛋白(Hb)和肌紅蛋白(Mb)分別存在于血液和肌肉中,都能與氧氣結(jié)合。人體中的血紅蛋白(Hb)能吸附O2、H+,相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式及平衡常數(shù)如下:則ΔH3=

(用ΔH1、ΔH2表示),K3=

(用K1、K2表示)。

ΔH1+ΔH2K1·K2解析

根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)Ⅲ=反應(yīng)Ⅰ+反應(yīng)Ⅱ,因此ΔH3+ΔH1+ΔH2,K3=K1·K2。4.(2025·江西宜春二模)碳排放進入平臺期后,進入平衡下降階段稱為“碳達峰”,與“碳中和”一起簡稱“雙碳”。以CO2為原料合成CH3OH依然是“雙碳”環(huán)境下的科研熱點,相關(guān)反應(yīng)如下:部分鍵能的數(shù)據(jù)如表所示,則主反應(yīng)的ΔH1=

;ΔH3

(填“>”或“<”)0,原因是_____________________________________________________________________________________________________。共價鍵H—HC==OC—HC—OO—H鍵能/(kJ·mol-1)436803414326464-46kJ·mol-1<

根據(jù)蓋斯定律,ΔH1=ΔH2+ΔH3,由于ΔH1<0,ΔH2>0,所以ΔH3<0(其他合理答案也可)解析

化學(xué)反應(yīng)中ΔH=斷裂化學(xué)鍵吸收的能量-形成化學(xué)鍵放出的能量,因此主反應(yīng)的ΔH1=2×803

kJ·mol-1+3×436

kJ·mol-1-3×414

kJ·mol-1-326

kJ·mol-1-3×464

kJ·mol-1=-46

kJ·mol-1。熱點二反應(yīng)中物質(zhì)的能量、能壘圖像真題導(dǎo)航高考必備模擬突破1.(2025·河南卷)在催化劑a或催化劑b作用下,丙烷發(fā)生脫氫反應(yīng)制備丙烯,總反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3CH2CH3(g)

CH3CH==CH2(g)+H2(g),反應(yīng)進程中的相對能量變化如圖所示

(*表示吸附態(tài),*CH3CHCH2+2*H—→CH3CH==CH2(g)+H2(g)中部分進程已省略)。下列說法正確的是(

)A.總反應(yīng)是放熱反應(yīng)B.兩種不同催化劑作用下總反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)不同C.和催化劑b相比,丙烷被催化劑a吸附得到的吸附態(tài)更穩(wěn)定D.①轉(zhuǎn)化為②的進程中,決速步驟為*CH3CH2CH3—→*CH3CHCH3+*H答案

C解析

化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),而與其他條件無關(guān),因此兩種不同催化劑作用下總反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)相同,B錯誤;催化劑a作用下,丙烷吸附態(tài)能量較低,能量越低越穩(wěn)定,故催化劑a吸附得到的吸附態(tài)更穩(wěn)定,C正確;反應(yīng)的決速步驟為活化能最大的步驟,即反應(yīng)進行最慢的步驟,由圖像可以看出,在①轉(zhuǎn)化為②的進程中,*CH3CHCH3+*H—→*CH3CHCH2+2*H的活化能最大,因此①轉(zhuǎn)化為②的進程中,決速步驟為*CH3CHCH3+*H—→*CH3CHCH2+2*H(或?qū)憺?CH3CHCH3—→*CH3CHCH2+*H),D錯誤。2.(2024·北京卷)苯在濃HNO3和濃H2SO4作用下,反應(yīng)過程中能量變化示意圖如下。下列說法不正確的是(

)A.從中間體到產(chǎn)物,無論從產(chǎn)物穩(wěn)定性還是反應(yīng)速率的角度均有利于產(chǎn)物ⅡB.X為苯的加成產(chǎn)物,Y為苯的取代產(chǎn)物C.由苯得到M時,苯中的大π鍵沒有變化D.對于生成Y的反應(yīng),濃H2SO4作催化劑C解析

A.生成產(chǎn)物Ⅱ的反應(yīng)的活化能更低,反應(yīng)速率更快,且產(chǎn)物Ⅱ的能量更低即產(chǎn)物Ⅱ更穩(wěn)定,以上2個角度均有利于產(chǎn)物Ⅱ,故A正確;B.根據(jù)前后結(jié)構(gòu)對照,X為苯的加成產(chǎn)物,Y為苯的取代產(chǎn)物,故B正確;C.M的六元環(huán)中與—NO2相連的C為sp3雜化,苯中大π鍵發(fā)生改變,故C錯誤;D.苯的硝化反應(yīng)中濃H2SO4作催化劑,故D正確。3.(2024·廣東卷)對反應(yīng)S(g)

T(g)(I為中間產(chǎn)物),相同條件下:①加入催化劑,反應(yīng)達到平衡所需時間大幅縮短;②提高反應(yīng)溫度,c平(S)/c平(T)增大,c平(S)/c平(I)減小?；谝陨鲜聦?可能的反應(yīng)歷程示意圖(——為無催化劑,--為有催化劑)為(

)A高考熱點:反應(yīng)機理在近幾年高考題中頻繁出現(xiàn)。化學(xué)反應(yīng)機理試題以圖示的形式來描述某一化學(xué)變化所經(jīng)由的全部反應(yīng),就是把一個復(fù)雜反應(yīng)分解成若干個簡單反應(yīng)(基元反應(yīng)),然后按照一定規(guī)律組合起來(反應(yīng)機理),從而達到闡述復(fù)雜反應(yīng)的內(nèi)在聯(lián)系的目的。近年來出現(xiàn)考查考生對反應(yīng)熱、活化能、催化劑對反應(yīng)歷程的影響與能量變化,反應(yīng)歷程分析等,且考查內(nèi)容越來越多元化。1.基元反應(yīng)(1)基元反應(yīng):反應(yīng)物只經(jīng)一步就轉(zhuǎn)化成生成物的反應(yīng),稱為基元反應(yīng)。(2)復(fù)雜反應(yīng)(非基元反應(yīng)、多步反應(yīng)):由多步完成的稱為非基元反應(yīng)或復(fù)雜反應(yīng)。注意:復(fù)雜反應(yīng)中每一步都是基元反應(yīng)注意:像“I·”這樣帶有單電子或者原子團叫做自由基。自由基的反應(yīng)活性很強,壽命很短。2.反應(yīng)物、產(chǎn)物、過渡態(tài)的能量與活化能(Ea)、反應(yīng)焓變(ΔH)的關(guān)系以A+B—C—→[A…B…C]—→A—B+C反應(yīng)進程能量變化為例:圖示

分析①以上為一種基元反應(yīng),其中正反應(yīng)活化能Ea正=b-a,逆反應(yīng)活化能Ea逆=b-c,ΔH=Ea正-Ea逆。②過渡態(tài)(A…B…C)不穩(wěn)定3.能壘圖像能壘:可以簡單理解為從左往右進行中,向上爬坡吸收的能量,而包含最高能壘的反應(yīng)我們稱之為決速步驟,也稱為慢反應(yīng)。例如圖中,從第二個中間體到過渡態(tài)2的能量就是最高能壘,而HCOO*+H*===CO2+2H*是在Rh作催化劑時該歷程的決速步驟。圖示

分析①能壘越大,反應(yīng)速率越小,即多步反應(yīng)中能壘最大的反應(yīng)為決速反應(yīng)。②用不同催化劑催化化學(xué)反應(yīng),催化劑使能壘降低幅度越大,說明催化效果越好。③相同反應(yīng)物同時發(fā)生多個競爭反應(yīng),其中能壘越小的反應(yīng),反應(yīng)速率越大,產(chǎn)物占比越高4.解答反應(yīng)歷程能量變化圖像題的思維路徑第一步:結(jié)合題干中文字和圖像信息,縷清存在反應(yīng)歷程的特點(單歷程還是多歷程),每個歷程有幾個基元反應(yīng)。第二步:結(jié)合圖像信息對基元反應(yīng)進行分析,歸納解題常用信息,如主反應(yīng)物、主產(chǎn)物、中間體、活化能等。第三步:結(jié)合問題認識試題考查內(nèi)容,物質(zhì)變化、能量變化、反應(yīng)快慢,選擇性等。第四步:依據(jù)考查方向再次閱讀題干信息和圖像信息,結(jié)合必備知識原理做出正確的判斷。1.(2025·八省聯(lián)考內(nèi)蒙古卷)某離子液體的陰離子[CH(CN)2]-可以吸收CO2,其可能的兩種反應(yīng)路徑如下圖所示。下列說法錯誤的是(

)A.兩種路徑的總反應(yīng)相同B.路徑Ⅰ是主要的反應(yīng)途徑C.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)D.生成物中既含離子鍵又含共價鍵B解析

A.反應(yīng)物相同,經(jīng)過不同的反應(yīng)路徑,最終生成物相同,均為[C(CN)2COOH]-,總反應(yīng)均為[CH(CN)2]-+CO2===[C(CN)2COOH]-,A正確;B.路徑Ⅱ活化能小,反應(yīng)速率快,故路徑Ⅱ是主要的反應(yīng)途徑,B錯誤;C.該反應(yīng)的反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,則該反應(yīng)為放熱反應(yīng),C正確;D.生成物為[C(CN)2COOH]-,其內(nèi)部含有共價鍵,離子液體中呈電中性,故離子液體中還含有陽離子,與[C(CN)2COOH]-之間存在離子鍵,D正確。2.(2025·八省聯(lián)考四川卷)恒容反應(yīng)器中,Rh和Rh/Mn均能催化反應(yīng):HCHO+H2+COHOCH2CHO(羥基乙醛),反應(yīng)歷程如圖所示,I1~I3為中間體,TS1~TS3為過渡態(tài)。下列描述正確的是(

)A.“CO插入”步驟,ΔH為-17.6kcal·mol-1B.Rh催化作用下,“加氫”步驟為決速步驟C.Rh/Mn催化作用下,羥基乙醛的生成速率更小D.反應(yīng)達平衡時,升高溫度,羥基乙醛的濃度增大B解析

A.由圖可知,一氧化碳插入步驟為放熱反應(yīng),反應(yīng)ΔH=-15.4

kcal·mol-1,故A錯誤;B.反應(yīng)的活化能越大,反應(yīng)速率越慢,慢反應(yīng)是反應(yīng)的決速步驟,由圖可知,Rh催化作用下,加氫步驟的活化能為24.4

kcal·mol-1,反應(yīng)的活化能最大,所以加氫步驟為決速步驟,故B正確;C.反應(yīng)的活化能越大,反應(yīng)速率越慢,由圖可知,Rh催化作用下,反應(yīng)的活化能大于Rh/Mn催化作用下,所以羥基乙醛的生成速率小于Rh/Mn催化作用下,故C錯誤;D.由圖可知,生成羥基乙醛的反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,羥基乙醛的濃度減小,故D錯誤。3.(2025·山東青島模擬)如圖表示2-甲基-2-溴丙烷發(fā)生水解的反應(yīng)歷程,下列說法正確的是(

)A.由圖可知反應(yīng)有兩個過渡態(tài),無法判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)B.增大c(NaOH),總反應(yīng)的速率會增大C.反應(yīng)中存在C—Br的斷裂和C—O的形成D.若第一階段轉(zhuǎn)化率為30%,第二階段轉(zhuǎn)化率為40%,則最終產(chǎn)物的產(chǎn)率為12%C解析

由圖可知,反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量高,反應(yīng)為放熱反應(yīng),A項錯誤;反應(yīng)分兩步進行,第一步反應(yīng)的活化能大,是反應(yīng)的決速步驟,但是第一步反應(yīng)沒有NaOH參與,增大c(NaOH),總反應(yīng)的速率不會增大,B項錯誤;反應(yīng)中有C—Br的斷裂和C—O的形成,C項正確;產(chǎn)率是目標(biāo)產(chǎn)物的實際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量的比值,而轉(zhuǎn)化率是反應(yīng)物反應(yīng)的百分數(shù),由轉(zhuǎn)化率無法計算產(chǎn)物的產(chǎn)率,D項錯誤。熱點三“環(huán)式”反應(yīng)催化機理圖像及分析真題導(dǎo)航高考必備模擬突破1.(2025·北京卷)乙烯、醋酸和氧氣在鈀(Pd)催化下高效合成醋酸乙烯酯(CH2==CHOOCCH3)的過程示意圖如下。下列說法不正確的是(

)A.①中反應(yīng)為4CH3COOH+O2+2Pd—→2Pd(CH3COO)2+2H2OB.②中生成CH2==CHOOCCH3的過程中,有σ鍵斷裂與形成C.生成CH2==CHOOCCH3總反應(yīng)的原子利用率為100%D.Pd催化劑通過參與反應(yīng)改變反應(yīng)歷程,提高反應(yīng)速率C解析

A.①中反應(yīng)物為CH3COOH、O2、Pd,生成物為H2O和Pd(CH3COO)2,方程式為4CH3COOH+O2+2Pd—→2Pd(CH3COO)2+2H2O,A正確;B.②中生成CH2==CHOOCCH3的過程中,有C—H斷開和C—O的生成,存在σ鍵斷裂與形成,B正確;C.生成CH2==CHOOCCH3總反應(yīng)中有H2O生成,原子利用率不是100%,C錯誤;D.Pd是反應(yīng)的催化劑,改變了反應(yīng)的歷程,提高了反應(yīng)速率,D正確。2.(2025·山東卷)用肼(N2H4)的水溶液處理核冷卻系統(tǒng)內(nèi)壁上的鐵氧化物時,通常加入少量CuSO4,反應(yīng)原理如圖所示。下列說法正確的是(

)A.N2是還原反應(yīng)的產(chǎn)物

B.還原性:N2H4<Fe2+C.處理后溶液的pH增大D.圖示反應(yīng)過程中起催化作用的是Cu2+C解析

由圖可知,N2由N2H4生成,N化合價升高,發(fā)生氧化反應(yīng),故A錯誤;分析題圖知,該過程總反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2H4+2Fe3O4+12H+===N2+6Fe2++8H2O,N2H4為還原劑,Fe2+為還原產(chǎn)物,結(jié)合還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性知,還原性:N2H4>Fe2+,B錯誤;由總反應(yīng)知,反應(yīng)過程中H+被消耗,故處理后溶液pH增大,C正確;由圖可知,該反應(yīng)的催化劑為[Cu(N2H4)2]2+,D錯誤。3.(2023·湖南卷)N2H4是一種強還原性的高能物質(zhì),在航天、能源等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。我國科學(xué)家合成的某Ru(Ⅱ)催化劑(用[L-Ru-NH3]+表示)能高效電催化氧化NH3合成N2H4,其反應(yīng)機理如圖所示。

B

高考熱點:試題以常見物質(zhì)轉(zhuǎn)化為背景,考查學(xué)生對催化劑、能量變化、化學(xué)鍵類型、化合價等的認識,涉及催化劑、反應(yīng)物及生成物的識別,反應(yīng)方程式的書寫、元素化合價等必備知識。此類試題以反應(yīng)過程中的物質(zhì)變化為載體,考查學(xué)生的信息獲取與加工、邏輯推理與論證能力。1.催化劑與中間產(chǎn)物催化劑:在連續(xù)反應(yīng)中從一開始就參與了反應(yīng),在最后又再次生成,所以僅從結(jié)果上來看似乎并沒有發(fā)生變化,實則是消耗多少后續(xù)又生成了多少。中間產(chǎn)物:在連續(xù)反應(yīng)中為某一步的產(chǎn)物,在后續(xù)反應(yīng)中又作為反應(yīng)物被消耗,所以僅從結(jié)果上來看似乎并沒有生成,實則是生成多少后續(xù)又消耗多少。在含少量I-的溶液中,H2O2分解的機理:H2O2+I-→H2O+IO-慢H2O2+IO-→O2+I-+H2O快在該反應(yīng)中I-為催化劑,IO-為中間產(chǎn)物。2.機理循環(huán)圖示及分析(1)位于“環(huán)上”的物質(zhì)一般是催化劑或中間體,如⑤、⑥、⑦、⑧。(2)“入環(huán)”的物質(zhì)為反應(yīng)物,如①和④。(3)“出環(huán)”的物質(zhì)為生成物,如②和③。(4)依據(jù)判斷出的反應(yīng)物和生成物,即可快速寫出反應(yīng)的方程式。1,2-丙二醇脫氧脫水反應(yīng)的催化循環(huán)機理1.(2025·山東東營期中)NH3催化還原NO是重要的煙氣脫硝技術(shù),其反應(yīng)過程與能量關(guān)系如圖甲所示;有氧條件下,Fe3+催化NH3還原NO的反應(yīng)歷程如圖乙所示。下列說法正確的是(

)A.圖甲所示熱化學(xué)方程式為4NH3(g)+6NO(g)===5N2(g)+6H2O(g)

ΔH=(b-a)kJ·mol-1B.圖乙所示催化脫硝過程中既有極性共價鍵的斷裂和形成,又有非極性共價鍵的斷裂和形成C.圖乙所示反應(yīng)①中氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1∶2D.脫硝過程中使用催化劑的目的是改變反應(yīng)的焓變答案

B解析

圖甲所示熱化學(xué)方程式為4NH3(g)+6NO(g)===5N2(g)+6H2O(g)

ΔH=正反應(yīng)活化能-逆反應(yīng)活化能=(a-b)

kJ·mol-1,故A錯誤;由圖乙可知,該反應(yīng)過程中有氮氫鍵、氮氧鍵、氧氧鍵斷裂,氮氮鍵、氧氫鍵形成,故B正確;由圖乙可知,反應(yīng)①為NH3+Fe3+===Fe2++NH2+H+,氧化劑為Fe3+,還原劑為NH3,則氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1∶1,故C錯誤;催化劑不能改變反應(yīng)的焓變,故D錯誤。2.(2025·山西晉中二模)為早日實現(xiàn)“碳中和”“碳達峰”目標(biāo),科學(xué)家提出用釕(Ru)基催化劑催化CO2(g)和H2(g)反應(yīng)生成HCOOH。反應(yīng)機理如圖所示,已知當(dāng)生成46g液態(tài)HCOOH時放出31.2kJ熱量。下列說法正確的是(

)A.反應(yīng)歷程中存在極性鍵、非極性鍵的斷裂與形成B.物質(zhì)Ⅰ為該反應(yīng)的催化劑,物質(zhì)Ⅱ、Ⅲ為中間產(chǎn)物C.催化劑能降低活化能,加快反應(yīng)速率,改變反應(yīng)的焓變,從而提高轉(zhuǎn)化率D.通過CO2(g)和H2(g)反應(yīng)制備液態(tài)HCOOH,每轉(zhuǎn)移1mole-,放出31.2kJ熱量B解析

反應(yīng)過程中存在碳氧等極性鍵的斷裂,氫氫非極性鍵的斷裂,碳氫等極性鍵的形成,但不存在非極性鍵的形成,A錯誤;物質(zhì)Ⅰ為反應(yīng)起始存在的物質(zhì),且在整個過程中量未發(fā)生改變,為催化劑,物質(zhì)Ⅱ、Ⅲ為中間過程出現(xiàn)的物質(zhì),為中間產(chǎn)物,B正確;催化劑可以降低反應(yīng)的活化能,但不能改變反應(yīng)的焓變,C錯誤;反應(yīng)生成46

g即1

mol液態(tài)HCOOH時放出31.2

kJ熱量,反應(yīng)中H元素化合價由0價變?yōu)?1價,電子轉(zhuǎn)移關(guān)系為HCOOH~H2~2e-,則每轉(zhuǎn)移1

mol

e-,放出15.6

kJ熱量,D錯誤。3.(2025·山東煙臺高三期末)Deacon催化氧化法以CuCl2作催化劑將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的反應(yīng):4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)

ΔH=-116kJ·mol-1,實現(xiàn)氯資源的再利用。如圖為該法的一種催化機理。

C專題突破練(七)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)1.(2025·云南卷)銅催化下,由CO2電合成正丙醇的關(guān)鍵步驟如圖。下列說法正確的是(

)A.Ⅰ到Ⅱ的過程中發(fā)生氧化反應(yīng)B.Ⅱ到Ⅲ的過程中有非極性鍵生成C.Ⅳ的示意圖為D.催化劑Cu可降低反應(yīng)熱C2.(2025·山東德州質(zhì)檢)亞硝酰氯在有機合成中有重要應(yīng)用。2NO(g)+Cl2(g)===2NOCl(g)的反應(yīng)歷程如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A.催化劑能提高反應(yīng)物的相對能量B.相對于曲線Ⅱ,曲線Ⅰ表示加入催化劑C.曲線Ⅱ正反應(yīng)的活化能為15.5kJ·mol-1D.2NO(g)+Cl2(g)===2NOCl(g)

ΔH=-77.1kJ·mol-1A解析

催化劑能降低“過渡態(tài)”物質(zhì)的相對能量,使活化能降低,A項錯誤、B項正確;曲線Ⅱ正反應(yīng)的活化能為196

kJ·mol-1-180.5

kJ·mol-1=15.5

kJ·mol-1,C項正確;反應(yīng)熱等于生成物的總能量與反應(yīng)物的總能量之差,即ΔH=103.4

kJ·mol-1-180.5

kJ·mol-1=-77.1

kJ·mol-1,D項正確。3.(2024·安徽卷)某溫度下,在密閉容器中充入一定量的X(g),發(fā)生下列反應(yīng):X(g)

Y(g)(ΔH1<0),Y(g)

Z(g)(ΔH2<0),測得各氣體濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示。下列反應(yīng)進程示意圖符合題意的是(

)B解析

由題圖可知,生成Y的速率大于生成Z的速率,則第一步反應(yīng)的活化能比第二步反應(yīng)的活化能小,C項、D項錯誤;結(jié)合ΔH1、ΔH2均小于0可知,兩步反應(yīng)均為放熱反應(yīng),故反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,則能量:X>Y>Z,A項錯誤,B項正確。4.(2023·廣東卷)催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應(yīng)R(g)

P(g)。反應(yīng)歷程(下圖)中,M為中間產(chǎn)物。其它條件相同時,下列說法不正確的是(

)A.使用Ⅰ和Ⅱ,反應(yīng)歷程都分4步進行B.反應(yīng)達平衡時,升高溫度,R的濃度增大C.使用Ⅱ時,反應(yīng)體系更快達到平衡D.使用Ⅰ時,反應(yīng)過程中M所能達到的最高濃度更大C解析

A.由圖可知兩種催化劑均出現(xiàn)四個波峰,所以使用Ⅰ和Ⅱ,反應(yīng)歷程都分4步進行,A正確;B.由圖可知該反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以達平衡時,升高溫度平衡向左移動,R的濃度增大,B正確;C.由圖可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能,所以使用Ⅰ時反應(yīng)速率更快,反應(yīng)體系更快達到平衡,C錯誤;D.由圖可知在前兩個歷程中使用Ⅰ活化能較低反應(yīng)速率較快,后兩個歷程中使用Ⅰ活化能較高反應(yīng)速率較慢,所以使用Ⅰ時,反應(yīng)過程中M所能達到的最高濃度更大,D正確。5.(2025·河北卷)氮化鎵(GaN)是一種重要的半導(dǎo)體材料,廣泛應(yīng)用于光電信息材料等領(lǐng)域,可利用反應(yīng)Ga2O3(s)+2NH3(g)

2GaN(s)+3H2O(g)制備。反應(yīng)歷程(TS代表過渡態(tài))如下:下列說法錯誤的是(

)A.反應(yīng)ⅰ是吸熱過程B.反應(yīng)ⅱ中H2O(g)脫去步驟的活化能為2.69eVC.反應(yīng)ⅲ包含2個基元反應(yīng)D.總反應(yīng)的速控步包含在反應(yīng)ⅱ中答案

D解析

由反應(yīng)歷程圖可知,反應(yīng)ⅰ反應(yīng)后相對能量增加0.05

eV,體系能量升高,故反應(yīng)ⅰ為吸熱反應(yīng),A正確;由圖可知,反應(yīng)ⅱ中H2O(g)脫去的步驟即反應(yīng)ⅱ的最后一步的活化能為3.39

eV-0.70

eV=2.69

eV,B正確;反應(yīng)ⅲ歷程中存在兩個過渡態(tài),故包含2個基元反應(yīng),C正確;由圖可知,整個反應(yīng)歷程中,活化能最高的步驟是反應(yīng)ⅲ中的TS7對應(yīng)的步驟,其活化能為6.37

eV-3.30

eV=3.07

eV,故D錯誤。6.(2025·山東濰坊質(zhì)檢)自由基是化學(xué)鍵斷裂時產(chǎn)生的含未成對電子的中間體,活潑自由基與氧氣的反應(yīng)一直是科研人員的關(guān)注點。HNO自由基與O2反應(yīng)過程的能量變化如圖所示,下列說法正確的是(

)A.反應(yīng)物的鍵能總和大于生成物的鍵能總和B.產(chǎn)物P1與P2的分子式、氧元素的化合價相同C.該歷程中最大正反應(yīng)的活化能E正=186.19kJD.相同條件下,Z轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的速率:v(P1)>v(P2)答案

D解析

由圖可知,反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),則反應(yīng)物總鍵能小于生成物的總鍵能,A錯誤;產(chǎn)物P1與P2的分子式均為HNO3,但產(chǎn)物P1結(jié)構(gòu)中存在“—O—O—”,其中氧元素的化合價為-1,而產(chǎn)物P2中氧元素的化合價為-2,兩者氧元素的化合價不同,B錯誤;最大的正反應(yīng)的活化能出現(xiàn)在由中間產(chǎn)物Z到過渡態(tài)Ⅳ時,故最大正反應(yīng)的活化能E正=-18.92

kJ·mol-1-(-205.11

kJ·mol-1)=186.19

kJ·mol-1,C錯誤;相同條件下,反應(yīng)所需的活化能越小,反應(yīng)速率越快,由圖可知,Z轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物P1所需活化能更小,反應(yīng)速率更快,D正確。7.(2025·重慶高三期末)甲醇(CH3OH)與CO催化制備

乙酸(CH3COOH)的反應(yīng)歷程及每分子甲醇轉(zhuǎn)化為

乙酸的能量變化關(guān)系如圖。下列說法正確的是(

)A.該過程不涉及非極性鍵的形成B.該反應(yīng)中,H2O為催化劑,HI為中間產(chǎn)物C.反應(yīng)iii為該歷程的決速步驟D.總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH3OH(g)+CO(g)===CH3COOH(l)

ΔH=-3.05kJ·mol-1C解析

A.該過程涉及碳碳鍵(非極性鍵