（新）2022届专题04 反应热与热化学方程式书写提分精准突破（原卷版）.doc

04 反应热与热化学方程式书写提分精准突破1.反应热和化学科学素养反应中的热效应（反应热）核心素养体现在“从证据推理与模型认知,科学精神与社会责任的维度构建学生的科学本质观”。核心素养生成引导学生认识化学变化伴有能量的转化，能多角度、动态地分析化学反应，培养学生的科学精神,发展学生的化学学科核心素养。预测在2020年高考中，仍会以与生产生活实际联系紧密的创新题材为载体，考查学生盖斯定律的运用通过图表和能量（能垒）图像等信息获取解题数据，完成热化学反应方程式的书写、计算等高频考点、重要知识点。本专题包括五个高频微考点：依据反应历程（过渡态、能垒）图考查学生化学核心素养依据提给信息（事实）书写热化学反应方程式依据燃烧热、键能书写热化学反应方程式依据盖斯定律书写热化学反应方程式依据盖斯定律确定反应热的关系（或计算反应热）2.反应热相关的两大高频考点精准突破反应历程（过渡态、“能垒”）图分析过渡态、“能垒”图的简单模型图1：N2O(g)和NO(g)反应生成N2(g)和NO2(g)的能量变化图过渡态“能垒”图多维模型图2：炭黑活化氧分子生成活化氧过程的能量变化模拟图解答过渡态、“能垒”图像题要把握以下四个关键点：1.反应热仅取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小（如上图2每活化一个氧分子放出0.29 eV的能量）；2.注意活化能在图示中的意义从反应物的能量至最高点（过渡态）的能量数值表示正反应的活化能（能垒）。从最高点（过渡态）的能量至生成物的能量数值表示逆反应的活化能（能垒）；3.催化剂只能影响正、逆反应的活化能（改变能垒），而不影响反应的H。4.涉及反应热的有关计算时，要切实注意图示中反应物和生成物的物质的量以及聚集状态。盖斯定律的两大应用反应热的计算（依据能量反应进程图计算、依据化学键键能数据计算）书写热化学反应方程式（依据能量反应进程图书写、依据化学键键能数据书写和多个反应“叠加”书写）利用盖斯定律解题四步骤：【例析】已知250C时下列反应的热效应：CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) H1=-870.3KJC(s)+O2(g)=CO2(g) H2=-393.3KJH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H3=-285.8KJ求2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l) H4=？根据总方程式变换其它三个方程式的方向和倍数。具体方法如下：第一步：看总方程式中第一个反应物C，因为只出现在中，所以可用。且在中C也是反应物，所以不需要变换方向。再看总方程式中第一个反应物C，前面的系数是2，而在中C前面的系数是1，所以也需要变换倍数，式要变为两倍。第二步：看总方程式中第二个反应物H2，因为只出现在中，所以可用。且在中H2也是反应物，所以不需要变换方向。再看总方程式中第二个反应物H2，前面的系数是2，而在中H2前面的系数是1，所以也需要变换倍数，式也要变为两倍。第三步：看总方程式中第三个反应物O2，因为它出现在中，所以不用。第四步：看总方程式中的生成物CH3COOH，因为只出现在中，所以可用。而在中CH3COOH是反应物，所以需要变换方向。再看总方程式中CH3COOH，前面的系数是1，而在中CH3COOH前面的系数也是1，所以不需要变换倍数。至此方程式的组合方式已经确定，就是=×2+×2，所以H4=2H2 + 2H3 H1。这样就可以很轻松的计算了。【典例导引】依据反应历程（过渡态、能垒）图考查学生化学核心素养【典例1】2020·北京新高考测试题最近，中国科学院大连化物所CO2催化转化为CO的研究获得新成果。下图是使用不同催化剂(NiPc和CoPd时转化过程中的能量变化，下列说法不合理的是A.转化过程中有极性键形成B.CO2经氧化反应得到·COOHC.吸附在NiPc或CoPc表面带有相同基团的物种其能量不同D.该研究成果将有利于缓解温室效应并解决能源转化问题依据提给信息（事实）书写热化学反应方程式【典例2】2018·北京卷，27(1)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：反应：2H2SO4(l)=2SO2(g)2H2O(g)O2(g) H1551kJ·mol1反应：S(s)O2(g)=SO2(g) H3297kJ·mol1反应的热化学方程式：_。2019·天津理综，10硅粉与HCl在300 时反应生成1 mol SiHCl3气体和H2，放出225 kJ热量，该反应的热化学方程式为_。依据燃烧热、键能书写热化学反应方程式【典例3】2020·厦门市高三4月模拟中科院大连化学物理研究所的一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷在催化作用下脱氢，在气相中经自由基偶联反应生成乙烯，如图所示。物质燃烧热/(kJ·mol1)氢气285.8甲烷890.3乙烯1 411.0已知相关物质的燃烧热如上表，写出甲烷制备乙烯的热化学方程式_。依据盖斯定律书写热化学反应方程式【典例4】2017·全国卷，28(2)如图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。通过计算，可知系统()和系统()制氢的热化学方程式分别为_、_。依据盖斯定律确定反应热的关系（或计算反应热）【典例5】2019·长沙市长郡中学第五次调研考试 根据各物质间的能量循环图，下列说法正确的是A.H40 B.H1H50C.H2H3H4H6 D.H1H2H3H4H5H60【精准巩固】12019·课标全国，28（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。可知水煤气变换的H_0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正_eV，写出该步骤的化学方程式_。22019·海南，5 根据图中的能量关系，可求得CH的键能为()A414kJ·mol1B377kJ·mol1C235kJ·mol1D197kJ·mol13. 2019·课标全国卷，28 近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：.CuCl2(s)=CuCl(s)Cl2(g) H183 kJ·mol1.CuCl(s)O2(g)=CuO(s)Cl2(g) H220 kJ·mol1.CuO(s)2HCl(g)=CuCl2(s)H2O(g) H3121 kJ·mol1则4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)的H_kJ·mol1。4. 2019·武汉调研卷 ()N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O+表面转化为无害气体，其反应为N2O(g)+CO(g)=CO2(g)十N2(g) H，有关化学反应的物质变化过程如图1所示，能量变化过程如图2所示，下列说法正确的是 A.由图1可知H1=H +H2B.加入Pt2O+，可使反应的焓变减小C.为了实现转化需不断补充Pt2O+和Pt2O2+D.由图2可知正反应的活化能小于逆反应的活化能52017·全国卷，28(2)改编下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。下列说法不正确的是()A通过计算，可知系统()制备氢气的热化学方程式为：H2O(l)=H2(g)O2(g)H286kJ·mol1B通过计算，可知系统()制备氢气的热化学方程式为：H2S(g)=H2(g)S(s)H20kJ·mol1C若反应H2(g)O2(g)=H2O(g)HakJ·mol1，则a>286D制得等量H2所需能量较少的是热化学硫碘循环硫化氢分解法6. 2019·北京市丰台区高三一模，5CH4与Cl2生成CH3Cl的反应过程中，中间态物质的能量关系如下图所示(Ea表示活化能)，下列说法不正确的是()A.已知Cl是由Cl2在光照条件下化学键断裂生成的，该过程可表示为：B.相同条件下，Ea越大反应速率越慢C.图中H0，其大小与Ea1、Ea2无关D.CH4转化为CH3Cl的过程中，所有CH发生了断裂7. 2019·课标全国，27(1)环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：已知：(g)=(g)H2(g) H1100.3 kJ·mol1H2(g)I2(g)=2HI(g) H211.0 kJ·mol1对于反应：(g)I2(g)=(g)2HI(g) H3_ kJ·mol18. 2020·广州二中高三下学期期初考试，28氮、硫及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。回答下列问题：有人设想利用CO还原SO2。已知S和CO的燃烧热分别是296.0 kJ·mol1、283.0 kJ·mol1，请写出CO还原SO2生成CO2和S(s)的热化学方程式_。9. 2020·石家庄市高三4月模拟按要求写出下列热化学方程式。(1)TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。已知：TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(g)O2(g) H1175.4 kJ·mol12C(s)O2(g)=2CO(g) H2220.9 kJ·mol1沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式：_。(2)标准摩尔生成焓是指在25 和101 kPa时，最稳定的单质生成1 mol化合物的焓变。已知25 和101 kPa时下列反应：2C2H6(g)7O2(g)=4CO2(g)6H2O(l) H3 116 kJ·mol1C(石墨，s)O2(g)=CO2(g) H393.5 kJ·mol12H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJ·mol1写出表示乙烷标准摩尔生成焓的热化学方程式：_。10. 2020·江苏南京市高三4月模拟碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题：(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：H88.6 kJ·mol1。则M、N相比，较稳定的是_。(2)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出145.0 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_。(3)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料，4Al(s)3TiO2(s)3C(s)=2Al2O3(s)3TiC(s)H1 176.0 kJ·mol1，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为_。(4)已知：Fe2O3(s)3C(s，石墨)=2Fe(s)3CO(g)H489.0 kJ·mol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJ·mol1C(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ·mol1则4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H_。【精准提分】1. 2020·山东新高考测试改编 热催化合成氨面临的两难问题是:采用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致NH3产率降低。我国科研人员研制了Ti.H. Fe双温区催化剂(Ti-H区域和Fe区域的温度差可超过100°C)。Ti-H-Fe双温区催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是A.为氮氮三键的断裂过程B.在低温区发生，在高温区发生 C.为N原子由Fe区域向Ti-H区域的传递过程D.使用Ti-H-Fe双温区催化剂使合成氨反应转变为吸热反应22019·课标全国，28(2)近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：CuCl2(s)=CuCl(s)Cl2(s)H183 kJ·mol1CuCl(s)O2(g)=CuO(s)Cl2(g)H220 kJ·mol1CuO(s)2HCl=CuCl2(s)H2O(g)H3121 kJ·mol1则4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)的H_kJ·mol1。3. 2018·浙江4月选考，23氢卤酸的能量关系如图所示，下列说法正确的是()A.已知HF气体溶于水放热，H1<0B.相同条件下，HCl的H2比HBr的小C.相同条件下，HCl的(H3H4)比HI的大D.一定条件下，气态原子生成1 mol HX键放出a kJ能量，则该条件下H2a kJ·mol142017·浙江4月选考，23 MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(MCa、Mg)：已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是AH1(MgCO3)H1(CaCO3)0BH2(MgCO3)H2(CaCO3)0CH1(CaCO3)H1(MgCO3)H3(CaO)H3(MgO)D对于MgCO3和CaCO3，H1H2H352019·安徽省A10联盟高三下学期开年考试理综，28 已知NH3、NO、NO2都是有毒气体，必须经过严格处理，否则会污染空气。请回答下列问题：已知如下热化学方程式：N2(g)O2 (g)=2NO(g)H1a kJ/mol；4NH3(g)3O2(g)=2N2(g)6H2O(g)H2b kJ/mol2NO(g)O2(g)=2NO2(g) H3c kJ/mol；则4NH3(g)7O2(g)=4NO2(g)6H2O(g)H_kJ/mol。62018·课标全国，27(1) CH4CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：已知：CH4CO2催化重整反应为：CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)。已知：C(s)2H2(g)=CH4(g)H75 kJ·mol1C(s)O2(g)=CO2(g)H394 kJ·mol1C(s)O2(g)=CO(g)H111 kJ·mol1该催化重整反应的H_kJ·mol1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是_(填标号)。A高温低压B低温高压C高温高压D低温低压7.2019·隆化县存瑞中学上学期期中NF3是一种温室气体，其存储能量的能力是CO2的12 00020 000倍，在大气中的寿命可长达740年，如表所示是几种化学键的键能：化学键NNFFNF键能/kJ·mol1946154.8283.0下列说法中正确的是()A.过程N2(g)2N(g)放出能量B.过程N(g)3F(g)NF3(g)放出能量C.反应N2(g)3F2(g)=2NF3(g)的H0D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，仍可能发生化学反应82019·湖南岳阳一模，9 研究表明CO与N2O在Fe作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，两步反应分别为N2OFe=N2FeO(慢)、FeOCO=CO2Fe(快)。下列说法正确的是()A反应是氧化还原反应，反应是非氧化还原反应B两步反应均为放热反应，总反应的化学反应速率由反应决定CFe使反应的活化能减小，FeO是中间产物D若转移1 mol电子，则消耗11.2 L N2O92019·北京石景山高三模拟 已知：2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H571.0 kJ/mol。以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下：过程：2Fe3O4(s)=6FeO(s)O2(g) H313.2 kJ/mol过程：下列说法不正确的是()A过程中每消耗232 g Fe3O4转移2 mol电子B过程热化学方程式为：3FeO(s)H2O(l)=H2(g)Fe3O4(s)H128.9 kJ/molC过程、中能量转化的形式依次是：太阳能化学能热能D铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点10. 2020·山东泰州高三4月模拟已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H13H2(g)Fe2O3(s)=2Fe(s)3H2O(g)H22Fe(s)O2(g)=Fe2O3(s)H32Al(s)O2(g)=Al2O3(s)H42Al(s)Fe2O3(s)=Al2O3(s)2Fe(s)H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是()A.H1<0，H30 B.H5<0，H4<H3C.H1H2H3 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