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专题4　反应变化与规律
高考真题衍生卷·命题区间八
角度一
1．解析：(1)298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ，1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ，则1 mol H2燃烧生成1 mol H2O(l)放热286 kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol-1。
答案：(每空3分)(1)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol-1　(2)6CO2(g)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)＋6O2(g)　ΔH＝＋2 804 kJ·mol-1　(3)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－(a－b) kJ·mol-1　降低反应的活化能
2．解析：根据题给信息可知N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH，结合盖斯定律，此反应可由②－×①得出，所以ΔH＝ΔH2－ΔH1＝－534 kJ·mol-1－×67.7 kJ·mol-1＝－567.85 kJ·mol-1。同理可得N2H4(g)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g)　ΔH，此反应可由反应②＋2×③－④得出，所以ΔH＝ΔH2＋2ΔH3－ΔH4＝－534 kJ·mol-1＋2×(－538 kJ·mol-1)－(－484 kJ·mol-1)＝－1 126 kJ·mol-1。由所得两个热化学方程式可知，消耗等量N2H4(g)释放能量较多的是原理Ⅱ。
答案：(除注明外，每空3分)N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－567.85 kJ·mol-1　N2H4(g)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g)　ΔH＝－1 126 kJ·mol-1　Ⅱ(2分)
角度二
3．B　[A．晶格能是反映离子晶体稳定性的物理量，其定义为气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量，由图可知，形成1 mol TlF(s)离子释放845 kJ能量，形成1 mol TlF3(s)离子释放5 493 kJ能量，则离子晶体稳定性：TlF4．解析：(1)由题给目标热化学方程式可知，该转化过程中断裂了2个C—H，形成了1个C—C和1个H—H，则ΔH＝431.0 kJ·mol-1×2－298.0 kJ·mol-1－436.0 kJ·mol-1＝＋128 kJ·mol-1。(2)由题给反应历程图可知，该历程中包含3个基元反应，其中第3个基元反应的活化能最大，故第3个基元反应的速率最慢。
答案：(每空2分)(1)＋128　(2)3　3
5．解析：N2H4(g)在N2O4(g)中燃烧得到N2(g)与H2O(g)的反应式为2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)，该反应可以由所给反应①×－反应②＋反应③×得到，故该反应ΔH＝ΔH1×－ΔH2＋ΔH3×＝ kJ·mol-1＝－856.3 kJ·mol-1，故N2H4(g)在N2O4(g)中燃烧的热化学方程式为2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－856.3 kJ·mol-1。
答案：2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－856.3 kJ·mol-1(3分)
6．解析：反应ⅲ＝反应ⅱ×－反应ⅰ×，则ΔH3＝(－1 268×＋902×) kJ·mol-1＝－1 817 kJ·mol-1。
答案：－1 817(2分)
7．解析：(1)反应的焓变等于正反应的活化能－逆反应的活化能，则第一步基元反应为①2NO(g) N2O2(g)　ΔH1＝82 kJ·mol-1－205 kJ·mol-1＝－123 kJ·mol-1；
第二步基元反应为②N2O2(g)＋O2(g) 2NO2(g)　ΔH＝82 kJ·mol-1－72 kJ·mol-1＝＋10 kJ·mol-1，结合盖斯定律，①＋②得2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝－123 kJ·mol-1＋10 kJ·mol-1＝－113 kJ·mol-1。
(2)①CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)的ΔH＝2E(C===O)＋4E(H—H)－4E(C—H)－4E(H—O)＝(2×745＋4×436－4×413－4×463)kJ·mol-1＝－270 kJ·mol-1。
②根据燃烧热写出如下热化学方程式：ⅰ．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1＝－890.3 kJ·mol-1；ⅱ．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2＝－285.8 kJ·mol-1；ⅲ．CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH3＝－283.0 kJ·mol-1。根据盖斯定律知ⅰ－3×ⅱ－ⅲ得CH4(g)＋H2O(l)===3H2(g)＋CO(g)　ΔH＝ΔH1－3ΔH2－ΔH3＝(－890.3＋3×285.8＋283.0)kJ·mol-1＝＋250.1 kJ·mol-1。
答案：(每空2分)(1)－113　(2)①－270　②＋250.1命题区间八　化学能与热能
(选择题每小题4分，第1题12分，第2题8分，第4题6分，第5题3分，第6题2分，第7题6分，共41分)
热化学方程式的书写
1．(12分)按要求书写热化学方程式。
(1)(2022·河北卷)298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ，1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为_____________________________________________________________________。
(2)(2021·海南卷)已知25 ℃，100 kPa时：1 mol葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出2 804 kJ热量。则25 ℃时，CO2(g)与H2O(l)经光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的热化学方程式为_____________________________________________________________________。
(3)(2021·天津卷)合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时，反应的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式：___________________
_____________________________________________________________________。
从能量角度分析，铁触媒的作用是________________________________________
_____________________________________________________________________。
2．(8分)(2023·海南卷T7仿真题)如图是发射卫星时用肼(N2H4)作燃料，用NO2作氧化剂(反应生成N2、水蒸气)和用F2作氧化剂(反应生成N2、HF)的反应原理。
通过计算，可知原理Ⅰ和原理Ⅱ氧化气态肼生成氮气的热化学方程式分别为______________________、______________________，消耗等量的N2H4(g)时释放能量较多的是原理________________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
盖斯定律的应用及反应热的计算
3．(2024·广东卷T19衍生题)晶格能是反映离子晶体稳定性的物理量，其定义为气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量。TlF(s)生成TlF3(s)的Born Haber循环如图所示。
下列说法错误的是(　　)
[A]离子晶体稳定性：TlF[B]Tl的第三电离能为4 849 kJ·mol-1
[C]断裂1 mol F—F键消耗158 kJ的能量
[D]TlF(s)＋F2(g)===TlF3(s)　ΔH＝－297 kJ·mol-1
4．(6分)(2023·湖北卷，节选)纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，C40H10可以由C40H20分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。
C40H20(g)C40H18(g)＋H2(g)的反应机理和能量变化如下：
回答下列问题：
(1)已知C40Hx中的碳氢键和碳碳键的键能分别为431.0 kJ·mol-1和298.0 kJ·mol-1，H—H键能为436.0 kJ·mol-1。估算C40H20(g) C40H18(g)＋H2(g)的ΔH＝________ kJ·mol-1。
(2)图示历程包含______个基元反应，其中速率最慢的是第______个。
5．(3分)(2024·湖南卷T18衍生题)肼[N2H4(g)]是一种高能燃料，气态肼在N2O4(g)中燃烧得到N2(g)与H2O(g)。
已知：①3N2H4(g)===N2(g)＋4NH3(g)　ΔH1＝－33 kJ·mol-1。
②2NO2(g)===N2O4(g)　ΔH2＝－52.7 kJ·mol-1。
③6NO2(g)＋8NH3(g)===7N2(g)＋12H2O(g)　ΔH3＝－2 661 kJ·mol-1。
写出N2H4(g)在N2O4(g)中燃烧的热化学方程式：____________________________
_____________________________________________________________________。
6．(2分)(2024·山东卷T20仿真题)已知在25 ℃，101 kPa时：
反应ⅰ：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)　
ΔH1＝－902 kJ·mol-1
反应ⅱ：4NH3(g)＋3O2(g) 2N2(g)＋6H2O(g)　
ΔH2＝－1 268 kJ·mol-1
反应ⅲ：4NH3(g)＋6NO(g) 5N2(g)＋6H2O(g)　
ΔH3＝________ kJ·mol-1。
7．(6分)氮和碳的氧化物分别是造成大气污染、温室效应的主要物质。
请回答下列问题：
(1)2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)的反应历程由两步基元反应组成，相关信息如下(E为活化能)：
第一步：2NO(g)N2O2(g)　E1＝＋82 kJ·mol-1；
N2O2(g)2NO(g)　E1′＝＋205 kJ·mol-1
第二步：N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)　E2＝＋82 kJ·mol-1；
2NO2(g)N2O2(g)＋O2(g)　E2′＝＋72 kJ·mol-1；
则2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)　ΔH＝________kJ·mol-1。
(2)相关物质的燃烧热、化学键的键能如表所示：
物质 H2 CO CH4
燃烧热/(kJ·mol-1) －285.8 －283.0 －890.3
化学键 H—H C==O C≡O H—O C—H N≡N N—H
E/(kJ·mol-1) 436 745 1 076 463 413 946 391
①CO2转化为CH4的反应CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)的ΔH＝__________kJ·mol-1。
②CH4转化为合成气的反应CH4(g)＋H2O(l)===3H2(g)＋CO(g)的ΔH＝________kJ·mol-1。

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