资源简介

[选择+题空]　第2练　化学反应过程中的物质转化与能量变化
(选择题1~4题，每小题4分，共16分)
1.(2021·山东，14)18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程可表示为：+OH-+CH3O-，能量变化如图所示。已知为快速平衡，下列说法正确的是(　　)
A.反应Ⅱ、Ⅲ为决速步
B.反应结束后，溶液中存在18OH-
C.反应结束后，溶液中存在COH
D.反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变
2.(2022·湖南，12改编)反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如图所示：
下列有关四种不同反应进程的说法正确的是(　　)
A.进程Ⅰ是放热反应
B.平衡时P的产率：Ⅱ>Ⅰ
C.生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ
D.进程Ⅳ中，Z起催化作用
3.(2024·河北，14)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg-CO2电池，以Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1，3-丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。电极上CO2转化的三种可能反应路径及相对能量变化如图(*表示吸附态)。
下列说法错误的是(　　)
A.PDA捕获CO2的反应为
B.路径2是优先路径，速控步骤反应式为
C.路径1、3经历不同的反应步骤但产物相同；路径2、3起始物相同但产物不同
D.三个路径速控步骤均涉及转化，路径2、3的速控步骤均伴有PDA再生
4. (2024·北京，13)苯在浓HNO3和浓H2SO4作用下，反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是(　　)
A.从中间体到产物，无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
B.X为苯的加成产物，Y为苯的取代产物
C.由苯得到M时，苯中的大π键没有变化
D.对于生成Y的反应，浓H2SO4作催化剂
5.(4分)[2023·重庆，17(1)]银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。
在银催化下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根据图所示，回答下列问题：
①中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为　　　　　　 kJ·mol-1。
②由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。
6.(4分)[2023·全国甲卷，28(3)节选]甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、Co+、Ni+等)与O3反应可得MO+。MO+与CH4反应能高选择性地生成甲醇。分别在300 K和310 K下(其他反应条件相同)进行反应MO++CH4===M++CH3OH。MO+分别与CH4、CD4反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以CH4示例)。
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是　　　　(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则MO+与CD4反应的能量变化应为图中曲线　　　　(填“c”或“d”)。
7.(2分)[2022·福建，13(1)]异丙醇(C3H8O)可由生物质转化得到，催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯(C3H6)的工业化技术已引起人们的关注。其主要反应如下：
Ⅰ.C3H8O(g)C3H6(g)+H2O(g)
ΔH1=+52 kJ·mol-1
Ⅱ.2C3H6(g)C6H12(g)
ΔH2=-97 kJ·mol-1
已知2C3H8O(g)+9O2(g)===6CO2(g)+8H2O(g)　ΔH=-3 750 kJ·mol-1，则C3H6(g)燃烧生成CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式为　　　　　　　。
8.(2分)[2021·湖南，16(1)]氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过氨热分解法制氢气。
相关化学键的键能数据
化学键 N≡N H—H N—H
键能E/(kJ·mol-1) 946 436.0 390.8
在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)
ΔH=　　　 kJ·mol-1。
9.(2分)[2023·湖南，16(1)]已知下列反应的热化学方程式：
①C6H5C2H5(g)+O2(g)===8CO2(g)+5H2O(g)　ΔH1=-4 386.9 kJ·mol-1
②C6H5CH==CH2(g)+10O2(g)===8CO2(g)+4H2O(g)　ΔH2=-4 263.1 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)===H2O(g)
ΔH3=-241.8 kJ·mol-1
计算反应④C6H5C2H5(g)C6H5CH==CH2(g)+H2(g)的ΔH4=　　　　　　kJ·mol-1。
10.(2分)[2023·浙江6月选考，19(1)]水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。
水煤气变换反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41.2 kJ·mol-1
该反应分两步完成：
3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)　ΔH1=-47.2 kJ·mol-1
2Fe3O4(s)+H2O(g)3Fe2O3(s)+H2(g)　ΔH2
则ΔH2=　　　　　kJ·mol-1。
11.(2分)[2024·广东，19(1)②]酸在多种反应中具有广泛应用，其性能通常与酸的强度密切相关。酸催化下NaNO2与NH4Cl混合溶液的反应(反应a)，可用于石油开采中油路解堵。
反应a：(aq)===N2(g)+2H2O(l)
已知：
则反应a的ΔH=　　　　　　　　　　。
12.(6分)工业合成氨的反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是人工固氮的主要手段，对人类生存、社会进步和经济发展都有重大意义。合成氨反应的反应历程和能量变化如图所示：
(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=　　　　。
(2)对总反应速率影响较小的步骤的能垒(活化能)为　　　　kJ·mol-1，该步骤的化学方程式为　　　　。
13.(3分)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH2=-120.4 kJ·mol-1，反应中气体在Au/CeO2表面变换时的反应机理如图所示。(图中Ea为活化能)
注：ΔH、Ea的单位均为kJ·mol-1，图中单位省略。
(1)反应机理中，决定反应速率的是步骤　　　(填字母)。
(2)步骤f的化学方程式为　　　　　　　(吸附态用*表示，如H*或*H)。
14.(4分)硫酸工业存在SO2的催化氧化反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-196 kJ·mol-1。几种物质的相对能量如图所示。
1740年英国人沃德发现了硝化法制硫酸，随之，探究出了NO参与SO2的催化氧化反应的两步基元反应历程：
①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH1
②SO2(g)+NO2(g)NO(g)+SO3(g)　ΔH2
其中，ΔH1=　　　　 kJ·mol-1。能否用ΔH1与ΔH2的大小判断决定SO2的催化氧化反应速率的是哪一步基元反应？并阐释原因：　　　　　　　　　　　　　　　　。
15.(3分)苯乙烯是用来制备重要高分子聚苯乙烯的原料。以水蒸气作稀释剂、催化剂存在条件下，乙苯催化脱氢可生成苯乙烯。可能发生如下两个反应：
主反应：C6H5C2H5(g)C6H5CH==CH2(g)+H2(g)　ΔH1=+117.5 kJ·mol-1
副反应：C6H5C2H5(g)+H2(g)C6H5CH3(g)+CH4(g)　ΔH2
已知，在298 K、101 kPa条件下，某些物质的相对能量(ΔH)变化关系如图所示。
ΔH2=　　　　 kJ·mol-1。
答案精析
1.B　2.A
3.D　[根据题给反应路径图可知，PDA(1，3-丙二胺)捕获CO2的产物为，因此PDA捕获CO2的反应为，A正确；由反应进程-相对能量图可知，路径2的最大能垒最小，因此与路径1和路径3相比，路径2是优先路径，且路径2的最大能垒为*C2的步骤，据反应路径2的图示可知，该步骤有参与反应，因此速控步骤反应式为，B正确；根据反应路径图可知，路径1、3的中间产物不同，即经历了不同的反应步骤，但产物均为*MgCO3，而路径2、3的起始物均为，产物分别为*MgC2O4和*MgCO3，故C正确；根据反应进程-相对能量图可知，三个路径的速控步骤中都参与了反应，且由B项分析可知，路径2的速控步骤伴有PDA再生，但路径3的速控步骤为得电子转化为*CO和，没有PDA的生成，D错误。]
4.C　[生成产物Ⅱ的反应的活化能更低，反应速率更快，且产物Ⅱ的能量更低即产物Ⅱ更稳定，以上2个角度均有利于产物Ⅱ，故A正确；根据前后结构对照，X为苯的加成产物，Y为苯的取代产物，故B正确；M的六元环中与—NO2相连的C为sp3杂化，苯中大π键发生改变，故C错误；苯的硝化反应中浓H2SO4作催化剂，故D正确。]
5.①83　②EO(g) AA(g)　ΔH=-102 kJ ·mol-1
6.(ⅰ)Ⅰ　(ⅱ)c
7.2C3H6(g)+9O2(g)===6CO2(g)+6H2O(g)　ΔH=-3 854 kJ·mol-1
解析　设Ⅲ.2C3H8O(g)+9O2(g)===6CO2(g)+8H2O(g)　ΔH=-3 750 kJ·mol-1，根据盖斯定律Ⅲ-2×Ⅰ得2C3H6(g)+9O2(g)===6CO2(g)+6H2O(g)　ΔH=-3 854 kJ·mol-1。
8.+90.8
9.+118　
解析　根据盖斯定律，将①-②-③可得C6H5C2H5(g)C6H5CHCH2(g)+H2(g)ΔH4=-4 386.9 kJ·mol-1-(-4 263.1 kJ·mol-1)-(-241.8 kJ·mol-1)=+118 kJ·mol-1。
10.+6
解析　设方程式①3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)　ΔH1=-47.2 kJ·mol-1
②2Fe3O4(s)+H2O(g)3Fe2O3(s)+H2(g)　ΔH2
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41.2 kJ·mol-1
根据盖斯定律可知，②=③-①，则ΔH2=ΔH-ΔH1=(-41.2 kJ·mol-1)-(-47.2 kJ·mol-1)=+6 kJ·mol-1。
11.ΔH1-ΔH2-ΔH3+ΔH4
12.(1)-92 kJ·mol-1　(2)124　*N2+3*H2===2*N+6*H
解析　
13.(1)d　(2)*OH+*COOH===H2
解析　(1)反应机理中，d步骤反应的活化能最大，反应速率最慢，则决定反应速率的是步骤d。
(2)步骤f中，比较反应物和生成物，可得出反应的化学方程式为*OH+*COOH===H2。
14.-112　不能，反应热的大小与反应的活化能无关，只能用反应的活化能来判断决定反应速率的是哪一步基元反应
解析　2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-196 kJ·mol-1，设O2(g)的相对能量为x kJ·mol-1，则由相对能量图可知ΔH= kJ·mol-1=-196 kJ·mol-1，解得x=-2，1 mol NO2的相对能量为429 kJ，1 mol NO的相对能量为486 kJ，则反应①的ΔH1=[2×429-2×486-(-2)] kJ·mol-1=-112 kJ·mol-1。
15.-54.6
解析　根据图像可知：
①C(s)+2H2(g)===CH4(g)　ΔH=-74.8 kJ·mol-1；
②8C(s)+5H2(g)===C6H5C2H5(g)　ΔH=+29.8 kJ·mol-1；
③7C(s)+4H2(g)===C6H5CH3(g)　ΔH=+50.0 kJ·mol-1；
根据盖斯定律：③-②+①，得C6H5C2H5(g)+H2(g)C6H5CH3(g)+CH4(g)　ΔH2=-54.6 kJ·mol-1。(共42张PPT)
[选择+题空]
专题六　第2练　
化学反应过程中的物
质转化与能量变化
1.(2021·山东，14)18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部
分反应历程可表示为： +OH-
+CH3O-，能量变化如图所示。
已知 为快速
平衡，下列说法正确的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
A.反应Ⅱ、Ⅲ为决速步
B.反应结束后，溶液中存在18OH-
C.反应结束后，溶液中存在COH
D.反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于
图示总反应的焓变
1
2
3
4
5
6
7
8
9
√
10
11
12
13
14
15
一般来说，反应的活化能越高，反应速
率越慢，由图可知，反应Ⅰ和反应Ⅳ的
活化能较高，因此反应的决速步为反应
Ⅰ、Ⅳ，故A错误；
反应Ⅰ为加成反应，而
为快速平衡，反应Ⅱ的成键和断键方式为
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
或 ，后者能生成18OH-，
因此反应结束后，溶液中存在18OH-，
故B正确；
反应Ⅲ的成键和断键方式为 或 ，
因此反应结束后溶液中不会存在COH，故C错误；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
该总反应对应反应物的总能量高于生成物的总能量，总反应为放热
反应，因此 和CH3O-的总
能量与 和OH-的总能量
之差等于图示总反应的焓变，故D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
2.(2022·湖南，12改编)反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如图所示：
下列有关四种不同反应进程的说法正确的是
A.进程Ⅰ是放热反应 B.平衡时P的产率：Ⅱ>Ⅰ
C.生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ D.进程Ⅳ中，Z起催化作用
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
由图可知，进程Ⅰ中S的总能量大于产物P的总能量，因此进程Ⅰ是放热反应，A正确；
进程Ⅱ中使用了催化剂X，但是催化剂不能改变平衡产率，因此两个进程平衡时P的产率相同，B不正确；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
进程Ⅲ中由S·Y转化为P·Y的活化能高于进程Ⅱ中由S·X转化为P·X的活化能，由于这两步反应分别是两个进程的决速步骤，因此生成P的速率：Ⅲ<Ⅱ，C不正确；
由图可知，进程Ⅳ中S吸附到Z表面生成S·Z，然后S·Z转化为产物P·Z，由于P·Z没有转化为P+Z，因此，Z没有起催化作用，D不正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
3.(2024·河北，14)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg-CO2电池，以Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1，3-丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。电极上CO2转化的三种可能反应路径及相对能量变化如图(*表示吸附态)。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
下列说法错误的是
A.PDA捕获CO2的反应为
B.路径2是优先路径，速控步骤反应式为
C.路径1、3经历不同的反应步骤但产物相同；路径2、3起始物相同但产物不同
D.三个路径速控步骤均涉及转化，路径2、3的速控步骤均伴有PDA再生
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
根据题给反应路径图可知，PDA(1，3-丙二胺)捕获CO2的产物为
，因此PDA捕获CO2的反应为
，A正确；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
由反应进程-相对能量图可知，路径2的最大
能垒最小，因此与路径1和路径3相比，路径
2是优先路径，且路径2的最大能垒为
―→*C2的步骤，据反应路径2的图示可
知，该步骤有 参与反应，
因此速控步骤反应式为 ，
B正确；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
根据反应路径图可知，路径1、3的中间产物不同，即经历了不同的反应步骤，但产物均为*MgCO3，而路径2、3的起始物均为
，产物分
别为*MgC2O4和*MgCO3，故C正确；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
根据反应进程-相对能量图可知，三个路径的速控步骤中都参与了反应，且由B项分析可知，路径2的速控步骤伴有PDA再生，但路径3的速控步骤为得电子转化为*CO和，没有PDA的生成，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
4.(2024·北京，13)苯在浓HNO3和浓H2SO4作用下，反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是
A.从中间体到产物，无论
从产物稳定性还是反应
速率的角度均有利于产
物Ⅱ
B.X为苯的加成产物，Y为
苯的取代产物
C.由苯得到M时，苯中的大π键没有变化
D.对于生成Y的反应，浓H2SO4作催化剂
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
生成产物Ⅱ的反应的活化能更低，反应速率更快，且产物Ⅱ的能量更低即产物Ⅱ更稳定，以上2个角度均有利于产物Ⅱ，故A正确；
根据前后结构对照，X为苯的加成产物，Y为苯的取代产物，故B正确；
M的六元环中与—NO2
相连的C为sp3杂化，苯
中大π键发生改变，故
C错误；
苯的硝化反应中浓H2SO4作催化剂，故D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
5.[2023·重庆，17(1)]银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要
应用。
在银催化下，乙烯与氧气反
应生成环氧乙烷(EO)和乙醛
(AA)。根据图所示，回答下
列问题：
①中间体OMC生成吸附态
EO(ads)的活化能为　　 kJ·mol-1。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
83
过渡态物质的能量与反应物或中间体能量的差值为活化能，中间体OMC 生成吸附态EO(ads)的活化能=
(-93 kJ·mol-1)-(-176 kJ·mol-l)
=83 kJ·mol-1。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
②由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为　　　 　　　　　　　。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
EO(g) AA(g)　ΔH=-102 kJ ·mol-1
ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量=(-219 kJ·mol-1)-(-117 kJ·mol-1)=
-102 kJ·mol-1。
6.[2023·全国甲卷，28(3)节选]甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、Co+、Ni+等)与O3反应可得MO+。MO+与CH4反应能高选择性地生成甲醇。分别在300 K和310 K下(其他反应条件相同)进行反应
MO++CH4===M++CH3OH。MO+
分别与CH4、CD4反应，体系的能
量随反应进程的变化如下图所示
(两者历程相似，图中以CH4示例)。
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键
变化的是　　(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
Ⅰ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
步骤Ⅰ涉及的是碳氢键的断裂和氢氧键的形成，步骤Ⅱ中涉及碳氧键形成，所以符合题意的是步骤Ⅰ。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则MO+与CD4反应的能量变化应为图中曲线　　(填“c”或“d”)。
c
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则此时正反应活化能会增大，根据图示可知，MO+与CD4反应的能量变化应为图中曲线c。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
7.[2022·福建，13(1)]异丙醇(C3H8O)可由生物质转化得到，催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯(C3H6)的工业化技术已引起人们的关注。其主要反应如下：
Ⅰ.C3H8O(g) C3H6(g)+H2O(g)　ΔH1=+52 kJ·mol-1
Ⅱ.2C3H6(g) C6H12(g)　ΔH2=-97 kJ·mol-1
已知2C3H8O(g)+9O2(g)===6CO2(g)+8H2O(g)　ΔH=-3 750 kJ·mol-1，则C3H6(g)燃烧生成CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式为___________________
　　　　 　　　。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
6CO2(g)+6H2O(g)　ΔH=-3 854 kJ·mol-1
2C3H6(g)+9O2(g)===
设Ⅲ.2C3H8O(g)+9O2(g)===6CO2(g)+8H2O(g)　ΔH=-3 750 kJ·mol-1，根据盖斯定律Ⅲ-2×Ⅰ得2C3H6(g)+9O2(g)===6CO2(g)+6H2O(g)　ΔH=
-3 854 kJ·mol-1。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。反应2NH3(g) N2(g)
+3H2(g)　ΔH=　　　 kJ·mol-1。
8.[2021·湖南，16(1)]氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过氨热分解法制氢气。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
相关化学键的键能数据
化学键 N≡N H—H N—H
键能E/(kJ·mol-1) 946 436.0 390.8
+90.8
根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能，2NH3(g) N2(g)+
3H2(g)　ΔH=390.8 kJ·mol-1×3×2-(946 kJ·mol-1+436.0 kJ·mol-1×3)=
+90.8 kJ·mol-1。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
9.[2023·湖南，16(1)]已知下列反应的热化学方程式：
①C6H5C2H5(g)+O2(g)===8CO2(g)+5H2O(g)　ΔH1=-4 386.9 kJ·mol-1
②C6H5CH==CH2(g)+10O2(g)===8CO2(g)+4H2O(g)　ΔH2=-4 263.1 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)===H2O(g)　ΔH3=-241.8 kJ·mol-1
计算反应④C6H5C2H5(g) C6H5CH==CH2(g)+H2(g)的ΔH4=　 　kJ·mol-1。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
+118
根据盖斯定律，将①-②-③可得C6H5C2H5(g) C6H5CH==CH2(g)+
H2(g)ΔH4=-4 386.9 kJ·mol-1-(-4 263.1 kJ·mol-1)-(-241.8 kJ·mol-1)=
+118 kJ·mol-1。
10.[2023·浙江6月选考，19(1)]水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。
水煤气变换反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41.2 kJ·mol-1
该反应分两步完成：
3Fe2O3(s)+CO(g) 2Fe3O4(s)+CO2(g)　ΔH1=-47.2 kJ·mol-1
2Fe3O4(s)+H2O(g) 3Fe2O3(s)+H2(g)　ΔH2
则ΔH2= 　　kJ·mol-1。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
+6
设方程式①3Fe2O3(s)+CO(g) 2Fe3O4(s)+CO2(g)　ΔH1=-47.2 kJ·mol-1
②2Fe3O4(s)+H2O(g) 3Fe2O3(s)+H2(g)　ΔH2
③CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41.2 kJ·mol-1
根据盖斯定律可知，②=③-①，
则ΔH2=ΔH-ΔH1=(-41.2 kJ·mol-1)-(-47.2 kJ·mol-1)=+6 kJ·mol-1。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
11.[2024·广东，19(1)②]酸在多种反应中具有广泛应用，其性能通常与酸的强度密切相关。酸催化下NaNO2与NH4Cl混合溶液的反应(反应a)，可用于石油开采中油路解堵。
反应a：(aq)===N2(g)+2H2O(l)
已知：
则反应a的ΔH=　　　　　　　　　　。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
ΔH1-ΔH2-ΔH3+ΔH4
由已知可得：
Ⅰ.NaNO2(s)+NH4Cl(s)===N2(g)+NaCl(s)+2H2O(l)　ΔH1；
Ⅱ.NaNO2(s)===Na+(aq)　ΔH2；
Ⅲ.NH4Cl(s)===Cl-(aq)　ΔH3；
Ⅳ.NaCl(s)===Na+(aq)+Cl-(aq)　ΔH4；
由盖斯定律可知，目标方程式(aq)===N2(g)+2H2O(l)，可由方程式Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ+Ⅳ得到，故反应ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3+ΔH4。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
12.工业合成氨的反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)是人工固氮的主要手段，对人类生存、社会进步和经济
发展都有重大意义。合成氨
反应的反应历程和能量变化
如图所示：
(1)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　
ΔH=　　　 　。
(2)对总反应速率影响较小的步骤的能垒(活化能)为　　　kJ·mol-1，该步骤的化学方程式为　　 　　。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
-92 kJ·mol-1
*N2+3*H2===2*N+6*H
124
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
13.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　
ΔH2=-120.4 kJ·mol-1，反应中气体
在Au/CeO2表面变换时的反应机理
如图所示。(图中Ea为活化能)
注：ΔH、Ea的单位均为kJ·mol-1，
图中单位省略。
(1)反应机理中，决定反应速率的
是步骤　　　(填字母)。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
d
反应机理中，d步骤反应的活化能最大，反应速率最慢，则决定反应速率的是步骤d。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
步骤f中，比较反应物和生成物，可得出反应的化学方程式为*OH+*COOH===H2。
(2)步骤f的化学方程式为________
　　　　 　　　 (吸附态
用*表示，如H*或*H)。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
*OH+
*COOH===H2
14.硫酸工业存在SO2的催化氧化反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH=
-196 kJ·mol-1。几种物质的相对能量如图所示。
1740年英国人沃德发现了硝化法制硫酸，随之，探究出了NO参与SO2的催化氧化反应的两步基元反应历程：
①2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)　ΔH1
②SO2(g)+NO2(g) NO(g)+SO3(g)　ΔH2
其中，ΔH1=　　　 kJ·mol-1。能否用ΔH1
与ΔH2的大小判断决定SO2的催化氧化反应速率的是哪一步基元反应？并阐释原因：_____________________________________________________
。
不能，反应热的大小与反应的活化能无关，只能用反应的活化能来判断决定反应速率的是哪一步基元反应
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
-112
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH=-196 kJ·mol-1，设O2(g)的相对能量为
x kJ·mol-1，则由相对能量图可知ΔH= kJ·mol-1=
-196 kJ·mol-1，解得x=-2，1 mol NO2的
相对能量为429 kJ，1 mol NO的相对能
量为486 kJ，则反应①的ΔH1=[2×429-
2×486-(-2)] kJ·mol-1=-112 kJ·mol-1。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
15.苯乙烯是用来制备重要高分子聚苯乙烯的原料。以水蒸气作稀释剂、催化剂存在条件下，乙苯催化脱氢可生成苯乙烯。可能发生如下两个反应：
主反应：C6H5C2H5(g) C6H5CH==CH2(g)
+H2(g)　ΔH1=+117.5 kJ·mol-1
副反应：C6H5C2H5(g)+H2(g) C6H5CH3(g)
+CH4(g)　ΔH2
已知，在298 K、101 kPa条件下，某些物质
的相对能量(ΔH)变化关系如图所示。ΔH2=
　　　 kJ·mol-1。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
-54.6
根据图像可知：
①C(s)+2H2(g)===CH4(g)　ΔH=
-74.8 kJ·mol-1；
②8C(s)+5H2(g)===C6H5C2H5(g)　
ΔH=+29.8 kJ·mol-1；
③7C(s)+4H2(g)===C6H5CH3(g)　
ΔH=+50.0 kJ·mol-1；
根据盖斯定律：③-②+①，得C6H5C2H5(g)+H2(g) C6H5CH3(g)+
CH4(g)　ΔH2=-54.6 kJ·mol-1。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

展开更多......

收起↑