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1、专题0 8 化学反应与能量【母题来源】2 0 2 2 年浙江卷【母题题文】相关有机物分别与氢气发生加成反应生成Im o l 环己烷（）的能量变化如图所示:下列推理不正硼的是A.2AHI-AH2,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比B.A H2 A H3,说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定C.3AHIAH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键D.A H3-A H,0,说明苯分子具有特殊稳定性【答案】A【试题解析】A.2 A H 卢A H 2,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比，但是不能是存在相互作用的两个碳碳双键，A错误；B.A H
2、2C(1)AH4故反应I是 Im o l 碳碳双键加成，如果苯环上有三个完全独立的碳碳三键，则 3 A H 产A H i,现 3 A H|V A H 4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键，C正确；D.由图示可知，反应I为:0(l)+H2(g)-0(I)AH,反应in 为:(D+2 H2(g)A H3反应I V 为:+3 H 2(g)T (1)A H4,4 4 也印0即(1)+H2(g)|(1)A H 0即+H 2*(1)AH0,则说明0具 有 的 总 能 量 小 于,能量越低越稳定，则说明苯分子具有特殊稳定性，D正确;故答案为：A,【母题来源】2 0 2 2年全国乙卷【母题题文】油气开
3、采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：(1)已知下列反应的热化学方程式：2 H 2 s(g)+3 O 2(g)=2 S C)2(g)+2 H 2 O(g)A H,=-10 3 6 kJ m o r 4 H 2 s(g)+2 S O 2(g)=3 S 2(g)+4 H 2 O(g)A H,=9 4 kJ-m o l 1(3)2 H,(g)+O2(g)=2 H,O(g)A H3=-4 8 4 kJ-m o l 1计算H2S热分解反应2 H 2 s(g尸邑(g)+2 H式g)的A H4=kJ m o r1。(2)较普遍采用的H 2 s处理方法是克劳斯工
4、艺。即利用反应和生成单质硫。另一种方法是：利用反应高温热分解H2S。相比克劳斯工艺，高 温 热 分 解 方 法 的 优 点 是,缺点是。【答案】(1)17 0(2)副产物氢气可作燃料耗能高【试题解析】(1)已知：2 H 2 s(g)+3 C)2(g)=2 S O2(g)+2 H2O(g)H,=-0 3 6 kJ/m o l4 H 2 s(g)+2 S C h(g)=3 S2(g)+4 H2O(g)A f t=9 4 kJ/m o l2 H 2(g)+C h(g)=2 H 2 O(g)H=-4 8 4 kJ/m o l根据盖斯定律(+)x g 即得到 2 H 2 s(g)=S 2(g)+2 H
5、2(g)的 出=(-10 3 6+9 4)kJ/m o l x 1+4 8 4 kJ/m o l =17 0 kJ/m o l；根据盖斯定律(+)x；可得 2 H 2 s(g)+O 2(g)=S2(g)+2 H2O(g)H=-0 3 6+9 4)kJ/m o l x 1=-3 1 4 kJ/m o l,因此，克劳斯工艺的总反应是放热反应；根据硫化氢分解的化学方程式可知，高温热分解方法在生成单质硫的同时还有氢气生成。因此，高温热分解方法的优点是：可以获得氢气作燃料；但由于高温分解H 2 s会消耗大量能量，所以其缺点是耗能高。国 题窗回【命题意图】以盖斯定律的应用立题，考查热化学方程式反应热的计算
6、、能量变化与AH、活化能的图像问题。要求考生理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应婚变的计算。【命题方向】化学反应中的能量变化属于逐渐强化的高考热点，涉及到焰变与化学键的关系，热化学方程式的书写和正误判断，反应热大小的比较和计算，燃烧热和中和热的理解与测定等。预计在2023年的高考中，反应热的考查内容将不断拓宽，对热化学方程式的书写及盖斯定律的应用要求会有所提高，另外试题可能更加关注能源问题、科技成果，运用化学基本理论或有机物的知识解决实际问题。【得分要点】一.热化学方程式的书写与判断。(1)，只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。若为放热反应，”为若为吸热反应，H为“+”。H
7、的单位一般为kJ/moL(2)反应热A H与测定条件(温度、压强等)有关。因此，书写热化学方程式时应注明A H的测定条件。绝大多数 是 在25、1.01x105 Pa下测定的，可不注明温度和压强。(3)热化学方程式中各物质的系数仅表示该物质的物质的量，并不表示该物质的分子数或原子数。因此物质的系数可以是整数，也可以是分数。(4)反应物和产物的聚集状态不同，反应热数值以及符号都可能不同。因此，必须注明物质的聚集状态(s、1、g、aq)才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中不用“广和“广，不 用 一 ”而用一”表示。(5)热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于A”与反应物的物质的量有
8、关，所以热化学方程式中各物质 的 系 数 必 须 与 相 对 应，如果系数加倍，则A H也要加倍。当反应向逆反应方向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。二.反应热的有关计算。(1)根据热化学方程式计算：反应热与反应物各物质的物质的量成正比。(2)根据反应物和生成物的总能量计算：4=(生成物)-E(反应物)。(3)依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算：411=反应物的化学键断裂吸收的能量-生成物的化学键形成释放的能量。(4)根据盖斯定律的计算：应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时注意：参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方
9、程式(一般23个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的 与 原 热 化 学 方 程 式 之 间 的 换 算 关 系。当热化学方程式乘、除以某一个数时，”也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，也同样要进行加减运算，且 要 带 符 号，即把AH看作一个整体进行运算。将一个热化学方程式颠倒书写时，的符号也随之改变，但数值不变。在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固一液一气变化时，会吸热;反之会放热。根据物质燃烧放热的数值计算：。(放)=(可燃物)x|A W|三.反应热(A
10、H)的大小比较。对于放热反应来说，H=-Qk J/mo L虽然“-”仅表示放热的意思，但在比较大小时要将其看成真正意义上的“负号”，即放热越多，反而越小。如：(1)同一反应，生成物状态不同时，例如A(g)+B(g)=C(g)A(g)+B(g)=C(l)A W20,因为 C(g)C A W30,贝ij 所以 A42A”I。(2)同一反应，反应物状态不同时，例如 S(g)+O2(g)=S O2(g)A W 1 0 S(s)+O2(g)=S O2(g)A W 0,的j、例的L,、S(g)(s)6。2旭)，“2+A，3=AHI，则 43=AHI-AH 2,又“3 0，所以 A”IA“2。(3)两个有联
11、系的不同反应相比，例如 C(s)+0 2(g)=C C h(g)A H|0,C(s)+1 o2(g)=C O(g)A/2 0,根据常识可知 C 0(g)+1 0 2(g)C O2(g)A”3。)崛温技箕下列说法正确的是A.表示CO和H2O从催化剂表面脱离的过程B.和中化学键变化相同，因此吸收的能量相同C.由图可知CO（g）+H 2 O（g）=C C）2（g）+H 2（g）为吸热反应D.相同条件下，反应速率【答案】B【解析】A.由题干反应历程图信息可知，表示CO和H?O在催化剂及面吸附的过程，A错误：B.由题干反应历程图信息可知，和中化学键变化相同均为H z O中的H-O键，因此吸收的能量相同，
12、B正确；C.由题干反应历程图信息可知，反应CO（g）+H 2 O（g）=C C）2（g）+H 2（g）中反应物CO和H2O的总能量高于生成物C O 2和H 2的总能量，故为放热反应，C错误；D.由题干反应历程图信息可知，过程需要的活化能（L5 9-（-0.3 2）=L9 l e V低于反应的活化能（1.8 6-（0.1 6）=2.0 2 e V,相同条件下，活化能越大，反应速率越慢，故反应速率CH3OH+NaBrII.(CH3)3CBr+NaOH-(CH3)3COH+NaBr3八A.反应I 的 HVOB.6-CH3Br+OH-CH,OH+Br-;-I 的反应进程反应I 有一个过渡态，反应II有
13、两个过渡态(CH,),C rJ.J(：H3)3(.()H(CH3)3C；+Br-+()H-(CH3)3CBr(CH工 啊.n 的反应进程C.D.反应I 中 CB r键未断裂，反应II有 CBr键的断裂和C0 键的形成增加NaOH的浓度，反应I 速率增大，反应II速率不变【答案】c【解析】A.I 反应物的总能量大于生成物的总能量，属于放热反应(CH3)2 NCHO(g)+2H2(g)。)珊澄女箕0.0-0.5-i.o-1.5-2.0-/、.N(CH3)3(g)+H2O(g)(CHJ,NCHOH+3H 年 乂 2.1.23(CH3)2NCH2+OH-+2H-L02 /-、-1 55/“.1 6/s
14、、(CH3)NCH2OH*+2H*(CH3)2 NCHO+4H-N(CH3)3+OH+H*A.铜催化剂可降低活化能，从而降低反应的焰变B.反应历程中最大能垒(活化能)为2.16eVC.反应历程中既没有碳氮键的断裂也没有碳氮键的形成D.制备三甲胺的热化学方程式为(CH,)?NCHO(g)+2H2(g)=N(CH3)3(g)+H2O(g)AH=-l,02eV.mol1【答案】C【解析】A.催化剂可以降低活化能，而反应的焙变与反应物质的始态和终态有关，加入催化剂反应的始态、终态相同，则焰变相同，选项A 错误；B.从图中可以看出，正向进行的三个反应中，其能垒分别为-1.23eV-(-2 6eV)=0.
15、93eV,-1.55eV-(-1.77eV)=0.22eV,-1.02eV-(-2.21 eV)=1.19eV,故最大能垒为 L19eV,选项 B 错误;C.反应历程中没有C-N键断裂也没有C-N键生成，选项C 正确；D.制备三甲胺的热化学方程式为(CH3)2NCHO(g)+2H2(g尸N(C H j3(g)+H2O(g)1.02NAeV?hio，选项 D 错误；答案选C。5.(2022.河北保定一模)苯亲电取代反应中卤代反应的反应进程与能量变化曲线如图所示，下列说法正确的是A能量变化A.反应分三步进行，且各步均为吸热反应B,决速步的能垒是A E?C.总反应的A H=A E 1+A E?+A
16、E 3D.升温既能加快反应速率，又能提高该卤代反应的平衡转化率【答案】B【解析】A.根据图中信息得出前两步是吸热反应，第三步是放热反应，故 A错误；B.第二步能垒最大，是整个反应的决速步，其能垒是A&,故 B正确；C.总反应的焰变是生成物总能量减去反应物总能量或反应物的活化能减去生成物活化能，因此H*,故 C 错误；D.由于总反应是放热反应，故升温可以加快反应速率，平衡逆向移动，因此不能提高该卤代反应的平衡转化率，故 D 错误.6.（2 0 2 2 陕西宝鸡 三模）我国科学家研究了不同含金化合物催化乙烯加氢 C2 H4（g）+H2（g）=C2 H“g）H=a k J.m o l 的反应历程如下
17、图所示，下列说法正确的是催化剂：AuFoO.O-129.6I，/39：H-20f.7 5.O-OEn/有授教主催化剂：AuPF；反应历程反应历程A.I m o lC2 H4（g）与 lm o lH2（g）具有的能量之和小于I m o lC2 H6（g）的能量B.过渡态物质的稳定性：过渡态1 过渡态2C.该反应的焰变：A/=1 2 9.6 k J-m o l1D.相应的活化能：催化剂A u F催化剂A u P F；【答案】C【解析】A.由图可知，该反应为反应物总能量高于生成物的总能量的放热反应，故 A 错误；B.由图可知，过渡态1 的相对能量高于过渡态2,物质的能量越高，越不稳定，所以过渡态1
18、的稳定性小于过渡态2,故 B 错误：C.由图可知，反应的焰变”=()(129.6kJ-moH)=129.6kJ-molL 故 C 正确；D.由图可知,催化剂AuF、催化剂AuPF；的活化能分别为109.34 kJ.moH、26.3 kJ-moE,则催化剂AuF的活化能大于催化剂AuPF；,故 D 错误；故选C。7.(2022福建福州二模)苯 与 Br?的催化反应历程如图所示。关于该反应历程，下列说法正确的是A.苯与Br?的催化反应为放热反应B.该反应历程，苯与Br2的催化反应可生成溟苯、邻二溟苯C.苯与Br?的催化反应决速步伴随着极性键的断裂与形成D.从反应速率角度，苯与B r2,的催化反应主
19、反应为取代反应，原因是该反应活化能更低【答案】D【解析】A.由图可知，苯与B 2 的加成反应是吸热反应，取代反应是放热反应，故 A 错误;B.该反应历程，苯与Br?的催化反应可生成浪苯，但不能生成邻二澳苯，故 B 错误；HC.由于转化为 QBT的活化能最大，反应速率最慢，故是总反应的决速步骤，但步骤中不存在极性键的断裂，故 C 错误；D.第三步中取代反应的活化能低，生成物本身所具有的能量低，更稳定，故苯与B n的催化反应主反应为取代反应，故 D 正确；故选D。8.(2022 广东惠州一模)NzO和 C O 是环境污染性气体，可在Pt?。+表面转化为无害气体，有关化学反应的物质变化过程及能量变化
20、过程分别如图甲、乙所示。下列说法不正确的是乙A.总反应为 N 2 O(g)+CO(g 尸CCh(g)+N 2(g)A H=A H,+A H2B.为了实现转化，需不断向反应器中补充P t 2 O+和P t 2 O；C.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能D.总反应的 A H=-2 2 6 k J m o l-1【答案】B【解析】A.根据图甲，N q+P t q+n M+P t z O J A K C O+P t2O2+=C O2+P t2O+A H,根据盖斯定律+得 N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g)A H=A H!+A H2,故 A 正确；B .总反应为N 2 O(g)+CO
21、(g)=CO 2(g)+N 2(g),不需向反应器中补充P t z O+和 P t 2。；，故 B 错误；C.该反应正反应的活化能为l3 4 k J-m o H,逆反应的活化能为3 6 0 k J-m o H,故 C 正确；D.根据图乙，总反应的A H=(1 3 4-3 6 0)k lm o l=-2 2 6 k J moH,故 D 正确;选 B。9 .(2 0 2 2 湖北华中师大一附中模拟预测)乙烘(H C W H)能在Hg(I I)催化下与水反应生成C H 3 C H O,反应历程如图所示。下列说法正确的是8040040802060-T-IfcEpo、s谀=稔A.由反应历程可知：H2O+
22、HC=CH-CH3 CH0 A/0B.催化剂Hg 2+改变了合成乙醛的反应历程和反应热C.在反应过程中有非极性键的断裂和形成D.本反应历程中，决定整个反应快慢的步骤为过程【答案】D【解析】A.根据图示可知：反应物H2O和 HOCH相对能量大于生成物C H j C H O 的相对能量，因此H2O+HC=CH.Hr：-CHsCHO 为放热反应，AH CO(g)+3H2(g)AH0反应 II CH4(g)+2H2O(g)峰？CO2(g)+4H2(g)AH2 0反应 HI CO(g)+H2O(g)晦?CO2(g)+H2(g)AH3(1)已知部分化学键的键能数据如下表：化学键O-HH-HC=O0 0(C
23、O)键能/(kJ.mol-1)4634368031075则 AH3=,若反应III的正反应活化能Ea(正)=83 kJ-mol1,则逆反应活化能Ea(逆尸 kJ mol o【答案】-41kJ/mol 124【解析】(1)由 AH=反应物总键能-生成物总键能，AH3=1075+2x463-(2x803+436)=-41 kJ/mol；根据 AH=Ea(正)-Ea(逆),则 Ea(逆)=Ea(正)-AH3=83-(-41)=124 kJ-mol1；1 2.(2022 安徽合肥市第八中学模拟预测)甲醇是重要的化工原料，可以使用多种方法制备甲醇。(1)利用C O 和 H?合成甲醇，已知在一定温度和压强下，发生如下反应：0 H2(g)+1o2(g)=H2O(l)AH1=a 2CO(g)+O,(g)U 2 C O 式 g)AH,=b3 C H3OH(g)+-O2(g)C O2(g)+2H2O(l)AH,=c则：CO(g)+2H2(g)-CH30H(g)AH=。【答案】(1)2a+gb-c【解析】H2(g)+；O2(g)=H2。AH,=a 2CO(g)+O,(g)=2 C O2(g)AH2=b3 CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2O(1)AH3=c利用盖斯定律：将x2+xg-x2 得：CO(g)+2H2(g)-CH30H(g)AH=2a+5-c。