2023届高考化学二轮复习热点9反应热与反应历程专题练含解析

热点9:反应热与反应历程


反应热　盖斯定律

【典例】
1.(2022·浙江6月选考) 标准状态下,下列物质气态时的相对能量如下表:
物质(g)
O
H
HO
HOO
H2
O2
H2O2
H2O
能量/kJ·
mol-1
249
218
39
10
0
0
-136
-242
可根据HO(g)+HO(g)H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-1。下列说法不正确的是(　　)
A.H2的键能为436 kJ·mol-1
B.O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍
C.解离氧氧单键所需能量:HOOΔH2+ΔH3
C.ΔH4H2O2,故C错误;ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量,H2O(g)+O(g)H2O2(g)　ΔH=-136 kJ·mol-1-(-242 kJ·mol-1+249 kJ·mol-1)=-143 kJ·mol-1,故D正确。
2.A　CO的燃烧热ΔH=-283kJ·mol-1,则CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=-283 kJ·mol-1①,根据图得N2O(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)　ΔH2=(-330+123-229+77)kJ·mol-1=-359 kJ·mol-1②,根据盖斯定律得,反应(②-①)×2得2N2O(g)2N2(g)+O2(g),ΔH=(ΔH2-ΔH1)×2=[(-359+283)×2] kJ·mol-1=-152 kJ·mol-1。

1.B　设N≡N的键能为x,由N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-570 kJ·mol-1及表中键能可知,4×391 kJ·mol-1+161 kJ·mol-1+498 kJ·mol-1-x-4×463 kJ·mol-1=-570 kJ·mol-1,解得x=941kJ·mol-1,成键释放能量,则2N(g)N2(g)的ΔH=-941kJ·mol-1。
2.B　由盖斯定律可知,反应①×2-②×2得到反应:2CH2CH2(g)+O2(g)2(g),则其焓变为(-1 323 kJ·mol-1)×2-(-1 218 kJ·mol-1)×2=-210 kJ·mol-1。
3.C　由图可知,断开0.5 mol N2和1.5 mol H2中化学键需要吸收1 080 kJ的能量,则N2与H2的键能数值总和不为1 080 kJ·mol-1,故A错误;N2(g)+H2(g)NH3(g)　ΔH=(1 080-314-377-435) kJ·mol-1=-46 kJ·mol-1,则N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1,故B错误;形成化学键放出能量,则1 mol H2(g)的能量比2 mol H(g)的能量低,故C正确;若使用催化剂,不能改变反应的热效应,故D错误。
考向2

【典例】【审答思维】HCOOH　CO2和H2
HCOOHCO2↑+H2↑　反应物浓度降低　速率减慢　甲酸根浓度降低　减慢　化学键数目　Ⅳ→Ⅰ　最慢
D　由反应机理可知,HCOOH电离出氢离子后,HCOO-与催化剂结合,放出二氧化碳,然后又结合氢离子转化为氢气,所以化学方程式为HCOOHCO2↑+H2↑,故A正确;若氢离子浓度过低,则反应Ⅲ→Ⅳ的反应物浓度降低,反应速率减慢,若氢离子浓度过高,则会抑制甲酸的电离,使甲酸根浓度降低,反应Ⅰ→Ⅱ速率减慢,所以氢离子浓度过高或过低,均导致反应速率减慢,故B正确;由反应机理可知,Fe在反应过程中,化学键数目发生变化,则化合价也发生变化,故C正确;由反应进程可知,反应Ⅳ→Ⅰ能垒最大,反应速率最慢,对该过程的总反应起决定作用,故D错误。

1.D　根据图示,反应物的总能量高于生成物的总能量,为放热反应,利用盖斯定律,反应热只与始态和终态有关,与反应过程无关,则ΔH=-61.4 kJ·mol-1,故A错误;根据图示,反应①吸附CH3OH的焓变为-109.9 kJ·mol-1,反应④吸附C6H6的焓变为-66.4 kJ·mol-1,二者焓变都小于0,则反应①的ΔH小于反应④的ΔH,故B错误;图中能量变化可知,反应历程中能量变化最大的步骤为反应⑥,故C错误;由上述图中能量变化分析可知,反应②为吸热反应,吸收能量最大,反应最慢,决速步骤的化学方程式为HB+CH3OH*CH3B+H2O*,故D正确。
2.C　活化能最大的为决速步,则H2还原NO生成N2的决速步为反应⑥,故A正确;由图知,Pd/SVG上H2还原NO,经过①到⑤即可生成氨气,而决速步反应⑥的活化能最大、发生最困难,则更容易生成NH3、不容易生成N2,故B正确;ΔH=正反应活化能-逆反应活化能,根据图中数据可计算NO+5HNH3+H2O的正反应活化能,逆反应活化能未知,无法计算该反应的ΔH,故C错误;由图可知,相同催化剂条件下反应可能存在多种反应历程,可能得到不同产物,故D正确。
3.B、D　由图甲可知,Fe原子的成键数一直没有改变,故A正确;由化合物2与水反应变成化合物3和HCOO-的反应历程图可得该过程是放热反应,降低温度,平衡正向移动,因此,降低温度可促进化合物2与水反应,故B错误;由图乙可知,该历程中最大能垒(活化能)E(正)=[16.87-(-1.99)] kcal·mol-1=18.86 kcal·mol-1,故C正确;更高效的催化剂可以降低反应所需的活化能,但不会改变二氧化碳的平衡转化率,故D错误。

1.A　CH4(g)+4F2(g)CF4(g)+4HF(g)ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=(414×4+4×155) kJ·mol-1-(489×4+4×565) kJ·mol-1=-1 940 kJ·mol-1,则每消耗1 mol CH4时,放热1 940 kJ。
2.A　①2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(l)+H2O(g)　ΔH1=-296.6 kJ·mol-1　②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH2=-41.2 kJ·mol-1　③H2O(l)H2O(g)　ΔH=+44 kJ·mol-1,根据盖斯定律,①-②×2-③×3可得:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(l)+3H2O(l)　ΔH=(-296.6 kJ·mol-1)-(-41.2 kJ·mol-1)×2-(+44 kJ·mol-1)×3=-346.2 kJ·mol-1。
3.C　根据图知,①NH3·H2O(aq)+CH3COOH(aq)CH3COO-(aq)+N(aq)+H2O(l)　ΔH1
②CH3COOH(aq)CH3COO-(aq)+H+(aq)　ΔH2
③NH3·H2O(aq)N(aq)+OH-(aq)　ΔH3
④H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)　ΔH4
根据盖斯定律:②+③+④得①,则ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4,故A错误;ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4