【期末押题预测】期末核心考点 化学反应中的热量变化（含解析）-2024-2025学年高一下学期化学苏教版（2019）
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| 名称 | 【期末押题预测】期末核心考点 化学反应中的热量变化（含解析）-2024-2025学年高一下学期化学苏教版（2019） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 3.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-06-16 09:16:55 | ||
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文档简介
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期末核心考点 化学反应中的热量变化
一．选择题（共15小题）
1．（2024春 南京期末）我国科学家使用双功能催化剂（能吸附不同粒子）催化水煤气变换反应：CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g） ΔH＜0，反应过程示意图如图：
下列说法错误的是（ ）
A．过程Ⅰ、过程Ⅱ均为吸热过程
B．使用催化剂提高了该反应的反应速率
C．该反应中，CO（g）和H2O（g）的总能量低于CO2（g）和H2（g）的总能量
D．示意图中，起始时的2个H2O都参与了反应
2．（2024春 锡山区期末）下列选项所示各图中，能表示CaCO3分解的能量变化的是（ ）
A． B．
C． D．
3．（2024春 南京期末）下列关于热化学方程式的叙述正确的是（ ）
A．已知C（石墨，s）＝C（金刚石，s） ΔH＞0，则金刚石比石墨稳定
B．已知2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g） ΔH＝﹣483.6kJ mol﹣1，则H2燃烧热为241.8kJ mol﹣1
C．S（g）+O2（g）＝SO2（g） ΔH1；S（s）+O2（g）＝SO2（g） ΔH2 则ΔH1＜ΔH2
D．在稀溶液中：H+（aq）+OH﹣（aq）＝H2O（l） ΔH＝﹣57.3kJ mol﹣1，若将0.5mol L﹣1的稀H2SO4与1mol L﹣1的NaOH的溶液等体积混合，放出的热量等于57.3kJ
4．（2024秋 江苏期末）下列说法或表示方法正确的是（ ）
A．N2H4的燃烧热是624.0kJ/mol，则N2H4（l）+3O2（g）＝2NO2（g）+H2O（l） ΔH＝﹣624.0kJ/mol
B．N2（g）+3H2（g） 2NH3（g） ΔH＝﹣92.4kJ/mol，某容器中起始充入1mol N2（g）和3mol H2（g）达到平衡时放出92.4kJ热量
C．等物质的量的硫蒸气和固体硫分别完全燃烧，前者放出的热量多
D．在稀溶液中，H+（aq）+OH﹣（aq）＝H2O（l） ΔH＝﹣57.3kJ/mol，若将含0.5mol的稀H2SO4与含0.5mol Ba（OH）2的溶液混合，则放出的热量为57.3kJ
5．（2020春 通州区期末）下列设备工作时，将化学能转化为热能的是（ ）
A． 硅太阳能电池 B． 锂离子电池
C． 太阳能集热器 D． 燃气灶
6．（2024秋 扬州期末）甲烷合成反应：4H2+CO22H2O+CH4是一种重要的工业化学反应，正反应为一放热反应。下列说法正确的是（ ）
A．H2→2H这个过程需要放出能量
B．断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量
C．该反应先发生物质变化后发生能量变化
D．正反应过程的能量变化可用如图表示
7．（2024春 亭湖区期末）工业上由粗硅制备高纯晶体硅流程中的一步反应为SiHCl3（g）+H2（g） Si（s）+3HCl（g）。下列说法正确的是（ ）
A．该反应ΔS＜0
B．该反应的平衡常数
C．用E表示键能，该反应ΔH＝3E（Si—Cl）+E（Si—H）+E（H—H）﹣3E（H—Cl）﹣2E（Si—Si）
D．该过程需要在无水条件下进行的原因：SiHCl3与水反应生成H2SiO3和HCl两种物质
8．（2024春 新吴区月考）下列化学反应前后，体系的能量变化与如图不符的是（ ）
A．2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑
B．2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
C．C3H8+5O23CO2+2H2O
D．C+H2O（g）CO+H2
9．（2024春 盐城期末）下列反应中，一定属于吸热反应的是（ ）
A．需要加热才能发生的反应
B．NaOH溶液与盐酸的反应
C．Ba（OH）2 8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
D．ΔH＜0的反应
10．（2024 盐城一模）反应可用于储氢，可能机理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该反应的ΔS＞0
B．步骤Ⅰ中CO2带正电荷的C与催化剂中的N之间作用
C．步骤Ⅲ中存在非极性键的断裂和形成
D．反应中每消耗1mol CO2，转移电子数约为4×6.02×1023
11．（2024春 宿迁期末）接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化，该反应过程中能量变化如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．该反应的热化学方程式为：2SO2（g）+O2（g）＝2SO3（g）ΔH＝﹣98kJ/mol
B．该反应断裂反应物中化学键消耗的能量比形成生成物中化学键放出的能量少
C．使用高效催化剂可使反应ΔH的值增大
D．SO2（g）+1/2O2（g）＝SO3（s）ΔH＞﹣98kJ/mol
12．（2024春 铜山区期末）异丁烯与氯化氢发生加成反应过程的体系能量变化如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．产物②比产物①更稳定
B．此过程中只发生了取代反应
C．异丁烯与氯化氢的加成反应为吸热反应
D．1mol产物①或②中均含有7mol共价键
13．（2024春 江阴市期末）已知2H2O（l）＝2H2（g）+O2（g）ΔH＝+571.0kJ mol﹣1，两步热循环制H2的过程如图。下列说法正确的是（ ）
过程Ⅰ：2Fe3O4（s）＝6FeO（s）+O2（g）ΔH1＝+604.8kJ mol﹣1
过程Ⅱ：H2O（l）+3FeO（s）＝Fe3O4（s）+H2（g）ΔH2
A．ΔH2＝﹣33.8kJ mol﹣1
B．整个过程中能量转化形式只存在太阳能转化为化学能
C．过程Ⅱ在任何温度下均为自发反应
D．该制氢过程中FeO为催化剂
14．（2024春 南通期末）已知25℃时，某些物质的燃烧热数据如表：
物质 H2（g） C（石墨，s） C（金刚石，s） CH4（g）
燃烧热ΔH（kJ mol﹣1 ﹣285.8 ﹣393.5 ﹣395.0 ﹣89.3
下列热化学方程式书写正确的是（ ）
A．2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）ΔH＝﹣571.6kJ mol﹣1
B．CH4（g）═C（石墨，s）+2H2（g）ΔH＝+74.8kJ mol﹣1
C．C（石墨，s）═C（金刚石，s）ΔH＝﹣1.5kJ mol﹣1
D．CH4（g）O（l）ΔH＝﹣890.3kJ mol﹣1
15．（2024春 赣榆区期末）H2（g）和Cl2（g）反应生成HCl（g）过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．2mol气态氢原子结合生成H2（g）时，吸收436.4kJ能量
B．断开1mol HCl（g）中化学键需要吸收431.8kJ能量
C．Cl2（g）中的Cl—Cl键比HCl（g）的H—Cl键牢固
D．H2（g）+Cl2（g）＝2HCl（g）ΔH＝+184.5kJ mol﹣1
二．解答题（共5小题）
16．（2024 淮安三模）CO2的资源化利用是化学研究的热点。
（1）C3H8催化脱氢可制备丙烯。反应为C3H8（g）＝C3H6（g）+H2（g）ΔH1＝+123.8kJ mol﹣1
①该反应高温下能自发进行的原因为 。
②工业生产反应温度选择600℃，温度过高，反应速率和丙烯选择性均快速下降，原因可能为 。
（2）ln/HZSM﹣5催化下，CO2与C3H8耦合反应过程如图所示。
已知：3CO2（g）+9H2（g）＝C3H6（g）+6H2O（g） ΔH2＝﹣250.2kJ mol﹣1
CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g） ΔH3＝+41.2kJ mol﹣1
耦合反应的ΔH＝ kJ mol﹣1。
（3）利用电化学装置可实现CH4和CO2的耦合转化，原理如图所示。
①阳极生成乙烷的电极反应式为 。
②同温同压下，若生成乙烯和乙烷的体积比为1：1，则消耗的CH4和CO2体积比为 。
（4）In2O3催化CO2加氢制甲醇。H2在In2O3表面吸附后活化生成HCOO*中间体的机理如图所示。
①转化1中，In元素的化合价会 （选填“升高”、“降低”或“不变”）。
②根据元素电负性的变化规律，用文字描述转化Ⅱ和Ⅲ的机理 。
17．（2024 盐城一模）CO2的捕集与利用有助于“碳中和”。
（1）CO2的捕集。
①常温下，可用过量的氨水捕集CO2，该反应的离子方程式为 。
②乙醇胺（HOCH2CH2NH2）也能捕集CO2。乙醇胺的沸点高于氨的原因是 。
（2）CO2催化加氢制甲醇。经过“吸附→反应→脱附”等过程，主要反应为：
反应Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）＝CH3OH（g）+H2O（g） ΔH＝﹣49.5kJ mol﹣1
反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g） ΔH＝+41.2kJ mol﹣1
反应Ⅲ：CO（g）+2H2（g）＝CH3OH（g） ΔH＝﹣90.7kJ mol﹣1
3.0MPa时，将n起始（CO2）：n起始（H2）＝1：3的原料气匀速通过装有催化剂的反应管，测得CH3OH产率随温度的变化如图所示：
①240℃时，若n起始（CO2）＝1mol，反应管出口处检测到0.68mol CO2，则CH3OH的选择性＝ 。[CH3OH的选择性]
②温度高于260℃，CH3OH产率下降的可能原因是 。
③研究发现，CH3OH可由HCOO*（吸附在催化剂表面的物种用*标注）转化生成，与H*或OH*作用生成HCOO*的相对能量变化如图所示，在催化剂表面修饰羟基的优点是 。
（3）CO2制环状碳酸酯。CO2与环氧乙烷（）转化为环状碳酸酯的一种可能机理如图所示，图中Nu﹣表示催化剂。
①中间体X的结构简式为 。
②若用代替环氧乙烷，相同条件下，生成的产率远大于，其原因是 。
18．（2024春 铜山区期末）H2、CO、CH4等都是重要的能源，也是重要的化工原料。
（1）水煤气中的CO和H2在高温下反应可生成甲烷。在体积为2L的恒容密闭容器中，充入1mol CO和5mol H2，一定温度下发生反应：CO（g）+3H2（g） CH4（g）+H2O（g）。测得CO和H2的转化率随时间变化如图所示：
①从反应开始到6min，CO的平均反应速率 ，6min时，H2的转化率为 。
②下列叙述中能说明上述反应达到化学平衡状态的是 （填字母）。
a.容器中混合气体的密度保持不变
b.容器中混合气体的总压强保持不变
c.容器中3v正（H2）＝v逆（CH4）
d.单位时间内每消耗1mol CO，同时生成1mol CH4
（2）甲烷燃料电池装置如图，负极电极反应方程式为： 。
（3）在25℃、101kPa时，8gCH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是445.0kJ。写出CH4燃烧的热化学反应方程式 。理想状态下，甲烷燃料电池消耗1mol CH4所能产生的最大电能为756.5kJ，则该燃料电池的理论效率（燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比）为 %。
（4）向恒容密闭容器中充入一定量CO2和H2，在不同催化剂作用下合成甲醇，反应进行相同时间后（均未达到化学平衡状态），CO2的转化率随反应温度的变化如图所示。其中a点CO2的转化率高于b点的原因是 。
19．（2024 江苏模拟）环氧乙烷（，简称EO）是一种重要的工业原料和消毒剂。工业上用乙烯制备EO。
（1）一定条件下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷（EO）和乙醛（AA）的过程中部分物料与能量变化如图所示。
①中间体OMC生成吸附态EO（ads）的活化能为 kJ/mol。
②由EO（g）生成AA（g）的热化学方程式为 。
（2）乙烯电解制备EO的原理示意如图。
阳极室产生Cl2后发生的反应有：Cl2+H2O＝HCl+HClO、CH2＝CH2+HClO＝HOCH2CH2Cl。法拉第效率FE的定义：FE（B）100%。
①若FE（EO）＝100%，则溶液b的溶质为 （化学式）。
②一定条件下，反应物按一定流速通过该装置。当乙烯完全消耗时，测得FE（EO）≈70%，S（EO）≈97%。
推测FE（EO）≈70%的原因：若没有生成EO的乙烯全部在阳极放电生成CO2，则生成CO2的电极反应方程式为 ，FE（CO2）≈ 。经检验阳极放电产物没有CO2，则S（EO）≈97%的可能原因是 。
20．（2024春 盐城期末）工业上使用“三步接触法”制硫酸，“接触室”中发生的反应为：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g），T℃时该反应过程中的能量变化如图1所示：
（1）由图像判断该反应为 反应（选择“放热”或者“吸热”）。
（2）若E1＝251kJ，E2＝349kJ则该反应的热方程式可以表示为：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g） ΔH＝ kJ mol﹣1。
（3）下列措施能使该反应速率增大的是 （填字母，下同）。
A．升高温度
B．减小压强
C．使用合适的催化剂
D．分离出产物SO3
（4）若上述反应在恒容的密闭容器中进行，下列叙述中能说明该反应已达平衡状态的是 。
A．SO2的浓度不再变化
B．SO2、O2、SO3的物质的量相等
C．容器内的总压强不再变化
D．容器内气体的平均摩尔质量不再改变
（5）随着技术的不断改进，利用原电池原理使该反应制备硫酸成为可能（装置如图2）电池总反应为：2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4。
①孔电极B通入气体为SO2，则B为 。（填“正极”或“负极”）
②多孔电极A的电极反应式为： 。
③A电极消耗6.72L的气体时（标况下），通过质子膜的H+的物质的量为 mol。
期末核心考点 化学反应中的热量变化
参考答案与试题解析
一．选择题（共15小题）
1．（2024春 南京期末）我国科学家使用双功能催化剂（能吸附不同粒子）催化水煤气变换反应：CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g） ΔH＜0，反应过程示意图如图：
下列说法错误的是（ ）
A．过程Ⅰ、过程Ⅱ均为吸热过程
B．使用催化剂提高了该反应的反应速率
C．该反应中，CO（g）和H2O（g）的总能量低于CO2（g）和H2（g）的总能量
D．示意图中，起始时的2个H2O都参与了反应
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】A．过程Ⅰ、过程Ⅱ均为水分子中O—H键的断裂；
B．使用催化剂可以降低反应物的活化能；
C．ΔH＝生成物总能量﹣反应物总能量＜0，即生成物总能量小于反应物总能量；
D．经过程Ⅰ、过程Ⅱ起始时的2个H2O分子中的O—H键均有断裂。
【解答】解：A．过程Ⅰ、过程Ⅱ均为水分子中O—H键的断裂，化学键的断裂为吸热过程，故A正确；
B．使用催化剂可以降低反应物的活化能，从而提高反应速率，故B正确；
C．ΔH＝生成物总能量﹣反应物总能量＜0，为放热反应，则生成物总能量小于反应物总能量，所以CO（g）和H2O（g）的总能量高于CO2（g）和H2（g）的总能量，故C错误；
D．经过程Ⅰ、过程Ⅱ起始时的2个H2O分子中的O—H键均有断裂，则起始时的2个H2O都参与了反应，故D正确；
故选：C。
【点评】本题考查反应中的能量变化，侧重考查学生焓变的掌握情况，试题难度中等。
2．（2024春 锡山区期末）下列选项所示各图中，能表示CaCO3分解的能量变化的是（ ）
A． B．
C． D．
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】CaCO3分解生成氧化钙和二氧化碳，属于吸热反应。
【解答】解：生成物总能量大于反应物总能量，CaCO3分解生成氧化钙和二氧化碳，属于吸热反应，
故选：A。
【点评】本题考查反应中的能量变化，侧重考查学生焓变的掌握情况，试题难度中等。
3．（2024春 南京期末）下列关于热化学方程式的叙述正确的是（ ）
A．已知C（石墨，s）＝C（金刚石，s） ΔH＞0，则金刚石比石墨稳定
B．已知2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g） ΔH＝﹣483.6kJ mol﹣1，则H2燃烧热为241.8kJ mol﹣1
C．S（g）+O2（g）＝SO2（g） ΔH1；S（s）+O2（g）＝SO2（g） ΔH2 则ΔH1＜ΔH2
D．在稀溶液中：H+（aq）+OH﹣（aq）＝H2O（l） ΔH＝﹣57.3kJ mol﹣1，若将0.5mol L﹣1的稀H2SO4与1mol L﹣1的NaOH的溶液等体积混合，放出的热量等于57.3kJ
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】A．该反应为吸热反应；
B．在25℃，100kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的化合物放出的热量，叫做该物质的燃烧热；
C．根据盖斯定律可得：S（g）＝S（s），ΔH＝ΔH1﹣ΔH2，气态物质变为固态是放热的过程；
D．在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量叫做中和热。
【解答】解：A．该反应为吸热反应，说明等物质的量的情况下，石墨的能量较低，即石墨更稳定，故A错误；
B．在25℃，100kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的化合物放出的热量，叫做该物质的燃烧热；在25℃时，H2O的稳定状态是液态，所以H2燃烧热不是241.8kJ mol﹣1，故B错误；
C．根据盖斯定律可得：S（g）＝S（s），ΔH＝ΔH1﹣ΔH2，气态物质变为固态是放热的过程，即ΔH＝ΔH1﹣ΔH2＜0，所以ΔH1＜ΔH2，故C正确；
D．题中未告知酸碱的体积，无法保证生成的水的物质的量为1mol，故放出的热量不一定是57.3kJ，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查化学反应中的能量变化，侧重考查学生焓变的掌握情况，试题难度中等。
4．（2024秋 江苏期末）下列说法或表示方法正确的是（ ）
A．N2H4的燃烧热是624.0kJ/mol，则N2H4（l）+3O2（g）＝2NO2（g）+H2O（l） ΔH＝﹣624.0kJ/mol
B．N2（g）+3H2（g） 2NH3（g） ΔH＝﹣92.4kJ/mol，某容器中起始充入1mol N2（g）和3mol H2（g）达到平衡时放出92.4kJ热量
C．等物质的量的硫蒸气和固体硫分别完全燃烧，前者放出的热量多
D．在稀溶液中，H+（aq）+OH﹣（aq）＝H2O（l） ΔH＝﹣57.3kJ/mol，若将含0.5mol的稀H2SO4与含0.5mol Ba（OH）2的溶液混合，则放出的热量为57.3kJ
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】A．燃烧热是在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量；
B．该反应是一个可逆反应，故在密闭容器中充入1mol N2（g）和3mol H2（g），N2、H2不能完全反应；
C．已知等量的硫蒸气具有的总能量比硫固体的高；
D．由于Ba2+和硫酸根离子参与反应生成BaSO4的过程中也有热效应。
【解答】解：A．燃烧热是在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量；N2H4的燃烧热是624.0kJ/mol，反应中应该生成的是氮气和液态水，而不是二氧化氮，故A错误；
B．该反应是一个可逆反应，故N2、H2不能完全反应，故充分反应后放出的热量小于92.4kJ，故B错误；
C．已知等量的硫蒸气具有的总能量比硫固体的高，故在相同条件下，将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出热量多，故C正确；
D．Ba2+和硫酸根离子反应生成BaSO4也有热效应，若将含0.5mol的稀H2SO4与含0.5mol Ba（OH）2的溶液混合，放出的热量不为57.3kJ，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查反应中的能量变化，侧重考查学生焓变的掌握情况，试题难度中等。
5．（2020春 通州区期末）下列设备工作时，将化学能转化为热能的是（ ）
A． 硅太阳能电池 B． 锂离子电池
C． 太阳能集热器 D． 燃气灶
【专题】化学反应中的能量变化．
【分析】化学变化中不但生成新物质而且还会伴随着能量的变化，解题时要注意看过程中否发生化学变化，是否产生了热量．
【解答】解：A．硅太阳能电池是太阳能转化为电能，故A错误；
B．锂离子电池是把化学能转化为电能，故B错误；
C．太阳能集热器是把太阳能转化为热能，故C错误；
D．燃烧是放热反应，是化学能转化为热能，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查能量的转化形式，难度不大，该题涉及了两方面的知识：一方面对物质变化的判断，另一方面是一定注意符合化学能向热能的转化条件．
6．（2024秋 扬州期末）甲烷合成反应：4H2+CO22H2O+CH4是一种重要的工业化学反应，正反应为一放热反应。下列说法正确的是（ ）
A．H2→2H这个过程需要放出能量
B．断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量
C．该反应先发生物质变化后发生能量变化
D．正反应过程的能量变化可用如图表示
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】A．化学键的断裂需要吸收能量；
B．图示反应为放热反应；
C．化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成；
D．该反应为放热反应。
【解答】解：A．化学键的断裂需要吸收能量，故A错误；
B．放热反应中断开反应物化学键吸收的能量小于形成生成物化学键放出的能量，图示反应为放热反应，故B错误；
C．化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，说明发生化学反应的过程中同时伴随能量变化，故C错误；
D．该反应为放热反应，则反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查反应中的能量变化，侧重考查学生焓变的掌握情况，试题难度中等。
7．（2024春 亭湖区期末）工业上由粗硅制备高纯晶体硅流程中的一步反应为SiHCl3（g）+H2（g） Si（s）+3HCl（g）。下列说法正确的是（ ）
A．该反应ΔS＜0
B．该反应的平衡常数
C．用E表示键能，该反应ΔH＝3E（Si—Cl）+E（Si—H）+E（H—H）﹣3E（H—Cl）﹣2E（Si—Si）
D．该过程需要在无水条件下进行的原因：SiHCl3与水反应生成H2SiO3和HCl两种物质
【专题】化学反应中的能量变化．
【分析】A．反应SiHCl3（g）+H2（g） Si（s）+3HCl（g）是气体分子数增大的反应；
B．平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值；
C．焓变ΔH＝反应物总键能﹣生成物总键能；
D．SiHCl3与水反应生成H2SiO3、HCl和氢气。
【解答】解：A．反应SiHCl3（g）+H2（g） Si（s）+3HCl（g）是气体分子数增大的反应，即是熵增的反应，反应的ΔS＞0，故A错误；
B．该反应中Si是固体，浓度为1，则该反应的平衡常数K，故B错误；
C．Si是共价晶体，1mol Si原子中含有4molSi—Si键，即1mol Si原子中含有2mol Si—Si键，该反应的焓变ΔH＝反应物总键能﹣生成物总键能＝3E（Si—Cl）+E（Si—H）+E（H—H）﹣3E（H—Cl）﹣2E（Si—Si），故C正确；
D．该过程需要在无水条件下进行，其原因为SiHCl3+3H2O═H2SiO3↓+H2↑+3HCl↑，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查反应热与焓变，侧重基础知识综合运用能力考查，把握焓变与物质总键能的计算关系、平衡常数表达式、物质性质及发生的反应是解题关键，题目难度中等。
8．（2024春 新吴区月考）下列化学反应前后，体系的能量变化与如图不符的是（ ）
A．2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑
B．2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
C．C3H8+5O23CO2+2H2O
D．C+H2O（g）CO+H2
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】由图可知，反应物能量高于生成物能量，为放热反应。
【解答】解：A．钠与水的反应是放热反应，故A错误；
B．铝热反应是放热反应，故B错误；
C．丙烷燃烧的反应是放热反应，故C错误；
D．碳和水蒸气高温制水煤气的反应是吸热反应，故D正确；
故选：D。
【点评】本题主要考查化学反应中能量的变化，特别是放热反应和吸热反应的判断。注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的能量变化知识进行解题。
9．（2024春 盐城期末）下列反应中，一定属于吸热反应的是（ ）
A．需要加热才能发生的反应
B．NaOH溶液与盐酸的反应
C．Ba（OH）2 8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
D．ΔH＜0的反应
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】常见的放热反应有：所有的物质燃烧、所有金属与酸或与水、所有中和反应、绝大多数化合反应、铝热反应；
常见的吸热反应有：绝大数分解反应、个别的化合反应（如C和CO2）、工业制水煤气、碳（一氧化碳、氢气）还原金属氧化物、某些复分解（如铵盐和强碱），以此来解答。
【解答】解：A．需要加热或点燃的反应不一定是吸热反应，如煤的燃烧，故A错误；
B．NaOH溶液与盐酸的反应是放热反应，故B错误；
C．氢氧化钡和氯化铵晶体混合后生成氯化钡、氨气和水，是吸热反应，故C正确；
D．ΔH＜0的反应，是放热反应，故C错误；
故选：C。
【点评】本题考查反应热与焓变，为高频考点，把握反应中能量变化、常见的吸热反应为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大。
10．（2024 盐城一模）反应可用于储氢，可能机理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该反应的ΔS＞0
B．步骤Ⅰ中CO2带正电荷的C与催化剂中的N之间作用
C．步骤Ⅲ中存在非极性键的断裂和形成
D．反应中每消耗1mol CO2，转移电子数约为4×6.02×1023
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】A．该反应的正反应是气体体积减小的反应；
B．CO2中C显正价，O显负价；
C．步骤Ⅲ中不存在非极性键的断裂和形成；
D．该反应中CO2中C元素的化合价由+4价降低到+2价。
【解答】解：A．该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以该反应的ΔS＜0，故A错误；
B．CO2中C显正价，O显负价，步骤I可理解为CO2中带部分正电荷的C与催化剂中的N之间作用，故B正确；
C．步骤Ⅲ中不存在非极性键的断裂和形成，故C错误；
D．该反应中CO2中C元素的化合价由+4价降低到+2价，每消耗1mol CO2转移电子的数目约为2×6.02×1023，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查反应中的能量变化，侧重考查学生焓变的掌握情况，试题难度中等。
11．（2024春 宿迁期末）接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化，该反应过程中能量变化如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．该反应的热化学方程式为：2SO2（g）+O2（g）＝2SO3（g）ΔH＝﹣98kJ/mol
B．该反应断裂反应物中化学键消耗的能量比形成生成物中化学键放出的能量少
C．使用高效催化剂可使反应ΔH的值增大
D．SO2（g）+1/2O2（g）＝SO3（s）ΔH＞﹣98kJ/mol
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】A．反应热的数值与方程式的系数成正比；
B．ΔH＝断裂反应物中化学键消耗的能量﹣形成生成物中化学键放出的能量；
C．使用高效催化剂不改变ΔH；
D．放热越多，ΔH越小。
【解答】解：A．该反应的热化学方程式为：2SO2（g）+O2（g）＝2SO3（g）ΔH＝﹣196kJ/mol，故A错误；
B．该反应为放热反应，ΔH＜0，即断裂反应物中化学键消耗的能量比形成生成物中化学键放出的能量少，故B正确；
C．使用高效催化剂不能使反应ΔH的值增大，只能加快反应速率，故C错误；
D．SO3气体转化为固体时，继续放热，所以SO2（g）O2（g）＝SO3（s）ΔH＜﹣98kJ/mol，故D错误；
故选：B。
【点评】本题主要考查热化学方程式的书写，属于基本知识的考查，难度中等。
12．（2024春 铜山区期末）异丁烯与氯化氢发生加成反应过程的体系能量变化如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．产物②比产物①更稳定
B．此过程中只发生了取代反应
C．异丁烯与氯化氢的加成反应为吸热反应
D．1mol产物①或②中均含有7mol共价键
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】A．物质能量越低越稳定；
B．烯烃易发生加成反应；
C．反应物总能量高于生成物总能量；
D．产物①或②中均含有12条共价键。
【解答】解：A．产物②的能量比产物①低，所以产物②比产物①更稳定，故A正确；
B．此过程中只发生了加成反应，故B错误；
C．异丁烯与氯化氢的加成反应为放热反应，故C错误；
D．1mol产物①或②中均含有12mol共价键，故D错误；
故选：A。
【点评】本题主要考查反应热与焓变的相关知识，侧重考查学生看图理解能力，对学生的能力要求较高，难度中等。
13．（2024春 江阴市期末）已知2H2O（l）＝2H2（g）+O2（g）ΔH＝+571.0kJ mol﹣1，两步热循环制H2的过程如图。下列说法正确的是（ ）
过程Ⅰ：2Fe3O4（s）＝6FeO（s）+O2（g）ΔH1＝+604.8kJ mol﹣1
过程Ⅱ：H2O（l）+3FeO（s）＝Fe3O4（s）+H2（g）ΔH2
A．ΔH2＝﹣33.8kJ mol﹣1
B．整个过程中能量转化形式只存在太阳能转化为化学能
C．过程Ⅱ在任何温度下均为自发反应
D．该制氢过程中FeO为催化剂
【专题】化学反应中的能量变化．
【分析】A．根据盖斯定律：Ⅰ+2×Ⅱ得2H2O（l）＝2H2（g）+O2（g），ΔH2；
B．整个过程中能量转化形式有太阳能转化为化学能，化学能转化为热量；
C．ΔH﹣TΔS＜0，反应自发进行；
D．Fe3O4（s）先消耗后生成。
【解答】解：A．根据盖斯定律：Ⅰ+2×Ⅱ得2H2O（l）＝2H2（g）+O2（g），ΔH2（571.2﹣604.8）kJ/mol＝﹣16.9kJ/mol，故A错误；
B．整个过程中能量转化形式有太阳能转化为化学能，过程Ⅱ为放热反应，在反应过程中化学能转化为热量，故B错误；
C．过程ⅡΔH＜0，ΔS＞0，根据ΔH﹣TΔS＜0，反应自发进行，所以过程Ⅱ在任何温度下均为自发反应，故C正确；
D．Fe3O4（s）先消耗后生成，所以该制氢过程中Fe3O4（s）为催化剂，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查反应热与焓变，侧重考查学生识图能力和分析能力，掌握盖斯定律为解题关键，此题难度不大。
14．（2024春 南通期末）已知25℃时，某些物质的燃烧热数据如表：
物质 H2（g） C（石墨，s） C（金刚石，s） CH4（g）
燃烧热ΔH（kJ mol﹣1 ﹣285.8 ﹣393.5 ﹣395.0 ﹣89.3
下列热化学方程式书写正确的是（ ）
A．2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）ΔH＝﹣571.6kJ mol﹣1
B．CH4（g）═C（石墨，s）+2H2（g）ΔH＝+74.8kJ mol﹣1
C．C（石墨，s）═C（金刚石，s）ΔH＝﹣1.5kJ mol﹣1
D．CH4（g）O（l）ΔH＝﹣890.3kJ mol﹣1
【专题】化学反应中的能量变化．
【分析】A．燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量；
B．根据燃烧热数据可得：①CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（l）ΔH＝﹣890.3kJ/mol；②C（石墨，s）+O2（g）＝CO2（g）ΔH＝﹣393.5kJ/mol；③H2（g）O2（g）＝H2O（l）ΔH＝﹣285.8kJ/mol，根据盖斯定律进行计算；
C．由C（石墨，s）+O2（g）＝CO2（g）ΔH＝﹣393.5kJ/mol，C（金刚石，s）+O2（g）＝CO2（g）ΔH＝﹣395.0kJ/mol，用前式减去后式可得C（石墨，s）＝C（金刚石，s）ΔH＝+1.5kJ/mol；
D．CH4燃烧热是指1mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量。
【解答】解：A．燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，H2燃烧生成的稳定氧化物是液态水，不是气态水，故A错误；
B．根据燃烧热数据可得：①CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（l）ΔH＝﹣890.3kJ/mol；②C（石墨，s）+O2（g）＝CO2（g）ΔH＝﹣393.5kJ/mol；③H2（g）O2（g）＝H2O（l）ΔH＝﹣285.8kJ/mol，由②+③×2﹣①可得CH4（g）＝C（石墨，s）+2H2（g），ΔH＝﹣393.5kJ/mol﹣285.8kJ/mol×2+890.3kJ/mol＝+74.8\kJ/mol，故B正确；
C．由C（石墨，s）+O2（g）＝CO2（g）ΔH＝﹣393.5kJ/mol，C（金刚石，s）+O2（g）＝CO2（g）ΔH＝﹣395.0kJ/mol，用前式减去后式可得C（石墨，s）＝C（金刚石，s）ΔH＝+1.5kJ/mol，故C错误；
D．CH4燃烧热是指1mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量，而该反应生成的是CO，不是CH4的燃烧热，故D错误；
故选：B。
【点评】本题主要考查了热化学方程式的书写和判断，题目难度不大，掌握燃烧热的概念和热化学方程式书写的方法是解答该题的关键。
15．（2024春 赣榆区期末）H2（g）和Cl2（g）反应生成HCl（g）过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．2mol气态氢原子结合生成H2（g）时，吸收436.4kJ能量
B．断开1mol HCl（g）中化学键需要吸收431.8kJ能量
C．Cl2（g）中的Cl—Cl键比HCl（g）的H—Cl键牢固
D．H2（g）+Cl2（g）＝2HCl（g）ΔH＝+184.5kJ mol﹣1
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】A．断键吸热，成键放热；
B．H—Cl的键能是431.8kJ/mol；
C．键能越大，键越牢固；
D．ΔH＝反应物键能之和﹣生成物键能之和。
【解答】解：A．2mol气态氢原子结合生成H2（g）时，放出436.4kJ能量，故A错误；
B．由图可知，断开1mol HCl（g）中化学键需要吸收431.8kJ能量，故B正确；
C．由题图可知，Cl2（g）中的Cl—Cl键没有HCl（g）的H—Cl键牢固，故C错误；
D．H2（g）+Cl2（g）＝2HCl（g）ΔH＝﹣184.5kJ mol﹣1，故D错误；
故选：B。
【点评】本题主考考查反应热与焓变的相关知识，属于基本知识的考查，难度不大。
二．解答题（共5小题）
16．（2024 淮安三模）CO2的资源化利用是化学研究的热点。
（1）C3H8催化脱氢可制备丙烯。反应为C3H8（g）＝C3H6（g）+H2（g）ΔH1＝+123.8kJ mol﹣1
①该反应高温下能自发进行的原因为 该反应的ΔH＞0，ΔS＞0，高温下ΔH﹣TΔS＜0，反应可自发进行 。
②工业生产反应温度选择600℃，温度过高，反应速率和丙烯选择性均快速下降，原因可能为 温度过高，丙烷裂解产生CH4、C2H4、C和氢气等副产物，使丙烯的选择性下降；同时高温下产生积碳使催化剂快速失活，反应速率快速下降 。
（2）ln/HZSM﹣5催化下，CO2与C3H8耦合反应过程如图所示。
已知：3CO2（g）+9H2（g）＝C3H6（g）+6H2O（g） ΔH2＝﹣250.2kJ mol﹣1
CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g） ΔH3＝+41.2kJ mol﹣1
耦合反应的ΔH＝ +165.0 kJ mol﹣1。
（3）利用电化学装置可实现CH4和CO2的耦合转化，原理如图所示。
①阳极生成乙烷的电极反应式为 。
②同温同压下，若生成乙烯和乙烷的体积比为1：1，则消耗的CH4和CO2体积比为 4：3 。
（4）In2O3催化CO2加氢制甲醇。H2在In2O3表面吸附后活化生成HCOO*中间体的机理如图所示。
①转化1中，In元素的化合价会 降低 （选填“升高”、“降低”或“不变”）。
②根据元素电负性的变化规律，用文字描述转化Ⅱ和Ⅲ的机理 CO2分子中的一个O原子填充到氧空位，促进CO2分子中C＝O键断裂；In的电负性小于H，与In相连的H原子带负电，C的电负性小于O，与O相连的C原子带正电；带负电的H进攻带正电的C原子生成HCOO*，（吸附在In2O3表面） 。
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】（1）①该反应高温下能自发进行的原因为：该反应的ΔH＞0，ΔS＞0；
②工业生产反应温度选择600℃，温度过高，反应速率和丙烯选择性均快速下降，原因可能为：温度过高，丙烷裂解产生CH4、C2H4、C和氢气等副产物，使丙烯的选择性下降；
（2）已知：I.；II.3CO2（g）+9H2（g）＝C3H6（g）+6H2O（g）ΔH2＝﹣250.2kJ mol﹣1；III.CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g）ΔH3＝+41.2kJ mol﹣1；由盖斯定律可知，I+III可得C3H8（g）+CO2（g）＝C3H6（g）+CO（g）+H2O（g）；
（3）①由图可知，CH4在阳极失去电子生成乙烷；
②由图可知，CO2在阴极得到电子生成CO，电极方程式为：CO2+2e﹣＝CO+O2﹣，由图可知，CH4在阳极失去电子生成乙烷或乙烯；
（4）①转化1中，In2O3中产生了氧空位，由化合价代数和为零可知；
②根据元素电负性的变化规律，用文字描述转化Ⅱ和Ⅲ的机理为：CO2分子中的一个O原子填充到氧空位，促进CO2分子中C＝O键断裂；In的电负性小于H，与In相连的H原子带负电，C的电负性小于O，与O相连的C原子带正电。
【解答】解：（1）①该反应高温下能自发进行的原因为：该反应的ΔH＞0，ΔS＞0，高温下ΔH﹣TΔS＜0，反应可自发进行，
故答案为：该反应的ΔH＞0，ΔS＞0，高温下ΔH﹣TΔS＜0，反应可自发进行；
②工业生产反应温度选择600℃，温度过高，反应速率和丙烯选择性均快速下降，原因可能为：温度过高，丙烷裂解产生CH4、C2H4、C和氢气等副产物，使丙烯的选择性下降；同时高温下产生积碳使催化剂快速失活，反应速率快速下降，
故答案为：温度过高，丙烷裂解产生CH4、C2H4、C和氢气等副产物，使丙烯的选择性下降；同时高温下产生积碳使催化剂快速失活，反应速率快速下降；
（2）已知：I.；II.3CO2（g）+9H2（g）＝C3H6（g）+6H2O（g）ΔH2＝﹣250.2kJ mol﹣1；III.CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g）ΔH3＝+41.2kJ mol﹣1；由盖斯定律可知，I+III可得C3H8（g）+CO2（g）＝C3H6（g）+CO（g）+H2O（g） 165.0kJ mol﹣1，
故答案为：+165.0；
（3）①由图可知，CH4在阳极失去电子生成乙烷的电极反应式为：，
故答案为：；
②由图可知，CO2在阴极得到电子生成CO，电极方程式为：CO2+2e﹣＝CO+O2﹣，由图可知，CH4在阳极失去电子生成乙烷或乙烯，电极反应式为：、，若生成乙烯和乙烷的体积比为1：1，则失去6个电子，消耗4mol CH4，3mol CO2，则消耗的CH4和CO2体积比为4：3，
故答案为：4：3；
（4）①转化1中，In2O3中产生了氧空位，由化合价代数和为零可知，In元素的化合价会降低，
故答案为：降低；
②根据元素电负性的变化规律，用文字描述转化Ⅱ和Ⅲ的机理为：CO2分子中的一个O原子填充到氧空位，促进CO2分子中C＝O键断裂；In的电负性小于H，与In相连的H原子带负电，C的电负性小于O，与O相连的C原子带正电；带负电的H进攻带正电的C原子生成HCOO*，（吸附在In2O3表面），
故答案为：CO2分子中的一个O原子填充到氧空位，促进CO2分子中C＝O键断裂；In的电负性小于H，与In相连的H原子带负电，C的电负性小于O，与O相连的C原子带正电；带负电的H进攻带正电的C原子生成HCOO*，（吸附在In2O3表面）。
【点评】本题考查反应中的能量变化，侧重考查学生焓变的掌握情况，试题难度中等。
17．（2024 盐城一模）CO2的捕集与利用有助于“碳中和”。
（1）CO2的捕集。
①常温下，可用过量的氨水捕集CO2，该反应的离子方程式为 2NH3 H2O+CO2H2O 。
②乙醇胺（HOCH2CH2NH2）也能捕集CO2。乙醇胺的沸点高于氨的原因是 乙醇胺形成的分子间氢键更强，且相对分子质量大于氨分子，范德华力更强 。
（2）CO2催化加氢制甲醇。经过“吸附→反应→脱附”等过程，主要反应为：
反应Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）＝CH3OH（g）+H2O（g） ΔH＝﹣49.5kJ mol﹣1
反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g） ΔH＝+41.2kJ mol﹣1
反应Ⅲ：CO（g）+2H2（g）＝CH3OH（g） ΔH＝﹣90.7kJ mol﹣1
3.0MPa时，将n起始（CO2）：n起始（H2）＝1：3的原料气匀速通过装有催化剂的反应管，测得CH3OH产率随温度的变化如图所示：
①240℃时，若n起始（CO2）＝1mol，反应管出口处检测到0.68mol CO2，则CH3OH的选择性＝ 93.75% 。[CH3OH的选择性]
②温度高于260℃，CH3OH产率下降的可能原因是 CO2和H2的吸附量下降或积碳覆盖催化剂活性点位或生成一氧化碳等其他含碳化合物 。
③研究发现，CH3OH可由HCOO*（吸附在催化剂表面的物种用*标注）转化生成，与H*或OH*作用生成HCOO*的相对能量变化如图所示，在催化剂表面修饰羟基的优点是 降低生成HCOO*的活化能，加快反应速率 。
（3）CO2制环状碳酸酯。CO2与环氧乙烷（）转化为环状碳酸酯的一种可能机理如图所示，图中Nu﹣表示催化剂。
①中间体X的结构简式为 。
②若用代替环氧乙烷，相同条件下，生成的产率远大于，其原因是 甲基的体积大于氢原子，空间位阻大，Nu﹣主要与不连甲基的碳原子作用 。
【专题】化学反应中的能量变化；分析与推测能力．
【分析】（1）根据常温下，可用过量的氨水捕集二氧化碳的反应为过滤的氨水与二氧化碳反应生成碳酸铵和水，乙醇胺形成的分子间氢键更强，且相对分子质量大于氨分子，进行分析；
（2）根据温度高于260℃，甲醇产率下降可能是二氧化碳和氢气的吸附量下降、积碳覆盖催化剂活性点位导致催化剂活性降低、生成一氧化碳等其他含碳化合物，在催化剂表面修饰羟基可以降低生成HCOO*的活化能，加快反应速率进行分析；
（3）根据甲基的体积大于氢原子，空间位阻大，Nu﹣主要与不连甲基的碳原子作用所致进行分析。
【解答】解：（1）①常温下，氨水与CO2反应生成碳酸铵和水，反应的离子方程式为2 NH3 H2O+CO2H2O，
故答案为：2 NH3 H2O+CO2H2O；
②乙醇胺和氨分子都能形成分子间氢键，乙醇胺的沸点高于氨分子说明乙醇胺形成的分子间氢键更强，且相对分子质量大于氨分子，范德华力更强所致，
故答案为：乙醇胺形成的分子间氢键更强，且相对分子质量大于氨分子，范德华力更强；
（2）①240℃时，甲醇的产率为30%，由起始CO2的物质的量为1mol，反应管出口处检测到CO2的物质的量为0.68mol可知，甲醇的选择性为93.75%，
故答案为：93.75%；
②温度高于260℃，甲醇产率下降可能是CO2和H2的吸附量下降、积碳覆盖催化剂活性点位导致催化剂活性降低、生成CO等其他含碳化合物所致，
故答案为：CO2和H2的吸附量下降或积碳覆盖催化剂活性点位或生成一氧化碳等其他含碳化合物；
③在催化剂表面修饰羟基可以降低生成HCOO*的活化能，加快反应速率，
故答案为：降低生成HCOO*的活化能，加快反应速率；
（3）①由反应机理可知，中间体X的结构简式为，
故答案为：；
②若用代替环氧乙烷，相同条件下，生成的产率远大于是因为甲基的体积大于氢原子，空间位阻大，Nu﹣主要与不连甲基的碳原子作用所致，
故答案为：甲基的体积大于氢原子，空间位阻大，Nu﹣主要与不连甲基的碳原子作用。
【点评】本题主要考查反应热和焓变等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
18．（2024春 铜山区期末）H2、CO、CH4等都是重要的能源，也是重要的化工原料。
（1）水煤气中的CO和H2在高温下反应可生成甲烷。在体积为2L的恒容密闭容器中，充入1mol CO和5mol H2，一定温度下发生反应：CO（g）+3H2（g） CH4（g）+H2O（g）。测得CO和H2的转化率随时间变化如图所示：
①从反应开始到6min，CO的平均反应速率 0.05mol/（L min） ，6min时，H2的转化率为 36% 。
②下列叙述中能说明上述反应达到化学平衡状态的是 B （填字母）。
a.容器中混合气体的密度保持不变
b.容器中混合气体的总压强保持不变
c.容器中3v正（H2）＝v逆（CH4）
d.单位时间内每消耗1mol CO，同时生成1mol CH4
（2）甲烷燃料电池装置如图，负极电极反应方程式为： CH4+10OH﹣﹣8e﹣7H2O 。
（3）在25℃、101kPa时，8gCH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是445.0kJ。写出CH4燃烧的热化学反应方程式 CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（l） ΔH＝﹣890kJ/mol 。理想状态下，甲烷燃料电池消耗1mol CH4所能产生的最大电能为756.5kJ，则该燃料电池的理论效率（燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比）为 85 %。
（4）向恒容密闭容器中充入一定量CO2和H2，在不同催化剂作用下合成甲醇，反应进行相同时间后（均未达到化学平衡状态），CO2的转化率随反应温度的变化如图所示。其中a点CO2的转化率高于b点的原因是 a点和b点均未达到平衡状态，b点比a点反应温度高，但a点催化剂的效率比b点催化剂的效率更高，反应速率更快，单位时间内，CO2的转化率更高（或a点催化剂对速率的影响大于b点温度对反应速率的影响） 。
【专题】化学反应中的能量变化；电化学专题；理解与辨析能力．
【分析】（1）①根据v进行计算，转化率100%；
②a.容器体积不变，气体总质量不变，所以混合气体的密度试纸保持不变；
b.反应：CO（g）+3H2（g） CH4（g）+H2O（g）是气体分子总数改变的反应，容器中混合气体的总压强保持不变，即气体总物质的量不变，各组分的物质的量不变；
c.容器中v正（H2）＝3v逆（CH4）时，正逆反应速率相等；
d.单位时间内每消耗1mol CO，同时生成1mol CH4，表示的都是正反应速率；
（2）根据原子守恒、电荷守恒书写负极电极反应方程式；
（3）热化学反应方程式是指物质完全燃烧，生成稳定化合物放出的热量，燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比；
（4）由图可知，a点和b点均未达到平衡状态，b点比a点反应温度高，但a点催化剂的效率比b点催化剂的效率更高，反应速率更快，单位时间内，CO2的转化率更高（或a点催化剂对速率的影响大于b点温度对反应速率的影响）。
【解答】解：（1）①由图可知，从反应开始到6min，CO的转化率为60%，CO的平均反应速率为0.05mol/（L min），6min时，H2的转化率为36%，
故答案为：0.05mol/（L min）；36%；
②a.容器体积不变，气体总质量不变，所以混合气体的密度试纸保持不变，密度不是变量，故A错误；
b.反应：CO（g）+3H2（g） CH4（g）+H2O（g）是气体分子总数改变的反应，容器中混合气体的总压强保持不变，即气体总物质的量不变，各组分的物质的量不变，可逆反应达到平衡状态，故B正确；
c.容器中v正（H2）＝3v逆（CH4）时，正逆反应速率相等，可逆反应达到平衡状态，故C错误；
d.单位时间内每消耗1mol CO，同时生成1mol CH4，表示的都是正反应速率，无法判断反应是否达到平衡状态，故D错误；
故答案为：b；
（2）由图可知，负极电极反应方程式为：CH4+10OH﹣﹣8e﹣7H2O，
故答案为：CH4+10OH﹣﹣8e﹣7H2O；
（3）在25℃、101kPa时，8gCH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是445.0kJ，则CH4燃烧的热化学反应方程式为：CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（l） ΔH＝﹣890kJ/mol，理想状态下，甲烷燃料电池消耗1mol CH4所能产生的最大电能为756.5kJ，则该燃料电池的理论效率（燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比）为85%，
故答案为：CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（l） ΔH＝﹣890kJ/mol；85；
（4）由图可知，a点和b点均未达到平衡状态，b点比a点反应温度高，但a点催化剂的效率比b点催化剂的效率更高，反应速率更快，单位时间内，CO2的转化率更高（或a点催化剂对速率的影响大于b点温度对反应速率的影响），
故答案为：a点和b点均未达到平衡状态，b点比a点反应温度高，但a点催化剂的效率比b点催化剂的效率更高，反应速率更快，单位时间内，CO2的转化率更高（或a点催化剂对速率的影响大于b点温度对反应速率的影响）。
【点评】本题主要考查热化学方程式的书写，电解池电极反应式的书写，化学平衡状态的判断等，属于基本知识的考查，难度中等。
19．（2024 江苏模拟）环氧乙烷（，简称EO）是一种重要的工业原料和消毒剂。工业上用乙烯制备EO。
（1）一定条件下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷（EO）和乙醛（AA）的过程中部分物料与能量变化如图所示。
①中间体OMC生成吸附态EO（ads）的活化能为 83 kJ/mol。
②由EO（g）生成AA（g）的热化学方程式为 （g）＝CH3CHO（g）ΔH＝﹣102kJ/mol 。
（2）乙烯电解制备EO的原理示意如图。
阳极室产生Cl2后发生的反应有：Cl2+H2O＝HCl+HClO、CH2＝CH2+HClO＝HOCH2CH2Cl。法拉第效率FE的定义：FE（B）100%。
①若FE（EO）＝100%，则溶液b的溶质为 KCl （化学式）。
②一定条件下，反应物按一定流速通过该装置。当乙烯完全消耗时，测得FE（EO）≈70%，S（EO）≈97%。
推测FE（EO）≈70%的原因：若没有生成EO的乙烯全部在阳极放电生成CO2，则生成CO2的电极反应方程式为 ，FE（CO2）≈ 13 。经检验阳极放电产物没有CO2，则S（EO）≈97%的可能原因是 溶液a与HOCH2CH2Cl反应不完全 。
【专题】电化学专题；理解与辨析能力．
【分析】（1）①中间体OMC生成吸附态EO（ads）的活化能为（176﹣93）kJ/mol；
②根据图中相对能量，由EO（g）生成AA（g）的热化学方程式为EO（g）＝AA（g） ΔH＝﹣102kJ/mol；
（2）①若FE（EO）＝100%，则说明反应中只有乙烯中碳的化合价发生变化，其它元素化合价没有改变；
②若没有生成EO的乙烯全部在阳极放电生成CO2，则生成CO2的电极反应方程式为：；设EO的物质的量amol，则转化的乙烯的物质的量为：，生成EO转移的电子的物质的量为：2amol，此过程转移的电子的总物质的量为，生成CO2的物质的量为：23%，生成CO2转移的电子的物质的量为23%×6，则η（CO2）13%。
【解答】解：（1）①中间体OMC生成吸附态EO（ads）的活化能为（176﹣93）kJ/mol＝83kJ/mol，
故答案为：83；
②根据图中相对能量，由EO（g）生成AA（g）的热化学方程式为EO（g）＝AA（g） ΔH＝﹣102kJ/mol，
故答案为：（g）＝CH3CHO（g）ΔH＝﹣102kJ/mol；
（2）①若FE（EO）＝100%，则说明反应中只有乙烯中碳的化合价发生变化，其它元素化合价没有改变，则溶液b的溶质为KCl，
故答案为：KCl；
②若没有生成EO的乙烯全部在阳极放电生成CO2，则生成CO2的电极反应方程式为：；设EO的物质的量amol，则转化的乙烯的物质的量为：，生成EO转移的电子的物质的量为：2amol，此过程转移的电子的总物质的量为，生成CO2的物质的量为：23%，生成CO2转移的电子的物质的量为23%×6，则η（CO2）13%；经检验阳极放电产物没有CO2，则S（EO）≈97%的可能原因是溶液a与HOCH2CH2Cl反应不完全，
故答案为：；13；溶液a与HOCH2CH2Cl反应不完全。
【点评】本题考查电化学，侧重考查学生电解池的掌握情况，试题难度中等。
20．（2024春 盐城期末）工业上使用“三步接触法”制硫酸，“接触室”中发生的反应为：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g），T℃时该反应过程中的能量变化如图1所示：
（1）由图像判断该反应为 放热 反应（选择“放热”或者“吸热”）。
（2）若E1＝251kJ，E2＝349kJ则该反应的热方程式可以表示为：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g） ΔH＝ ﹣98 kJ mol﹣1。
（3）下列措施能使该反应速率增大的是 AC （填字母，下同）。
A．升高温度
B．减小压强
C．使用合适的催化剂
D．分离出产物SO3
（4）若上述反应在恒容的密闭容器中进行，下列叙述中能说明该反应已达平衡状态的是 ACD 。
A．SO2的浓度不再变化
B．SO2、O2、SO3的物质的量相等
C．容器内的总压强不再变化
D．容器内气体的平均摩尔质量不再改变
（5）随着技术的不断改进，利用原电池原理使该反应制备硫酸成为可能（装置如图2）电池总反应为：2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4。
①孔电极B通入气体为SO2，则B为 负极 。（填“正极”或“负极”）
②多孔电极A的电极反应式为： 。
③A电极消耗6.72L的气体时（标况下），通过质子膜的H+的物质的量为 1.2 mol。
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】（1）从图象知，反应物的能量大于生成物的能量；
（2）由图可知，ΔH＝E1﹣E2；
（3）A．升高温度反应速率变快；
B．减小压强，反应物浓度降低；
C．使用合适的催化剂可以加快反应速率；
D．分离出产物SO3，反应速率不会增大；
（4）A．SO2的浓度不再变化，则正、逆反应速率相等；
B．反应平衡时，SO2、O2、SO3的浓度不一定相等；
C．该反应是气体分子数变化的反应，则压强是变量；
D．反应物和产物都是气体，则总质量不变，但是随着反应的进行，气体总物质的量发生变化；
（5）①由图可知，在电极B二氧化硫进入后失去电子，生成硫酸；
②根据总反应2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4，可知，电极A通入氧气，氧气得到电子结合氢离子生成水；
③6.72L气体的物质的量为0.3mol，根据②中电极反应可知，此时转移电子1.2mol。
【解答】解：（1）从图象知，反应物的能量大于生成物的能量，所以该反应是放热反应，
故答案为：放热；
（2）由图可知，ΔH＝E1﹣E2＝（251﹣349）kJ/mol＝﹣98kJ/mol，
故答案为：﹣98；
（3）A．升高温度反应速率变快，故A正确；
B．减小压强，反应物浓度降低，反应速率减小，故B错误；
C．使用合适的催化剂可以加快反应速率，故C正确；
D．分离出产物SO3，反应速率不会增大，故D错误；
故答案为：AC；
（4）A．SO2的浓度不再变化，则正、逆反应速率相等，故A正确；
B．反应平衡时，SO2、O2、SO3的浓度不一定相等，故B错误；
C．该反应是气体分子数变化的反应，则压强是变量，则容器内的总压强不再变化时，可以证明反应达到平衡，故C正确；
D．反应物和产物都是气体，则总质量不变，但是随着反应的进行，气体总物质的量发生变化，则容器内气体的平均摩尔质量是变量，当其不变的时候可以证明反应达到平衡故D正确；
故答案为：ACD；
（5）①由图可知，在电极B二氧化硫进入后失去电子，生成硫酸，则B为负极，
故答案为：负极；
②根据总反应2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4，可知，电极A通入氧气，氧气得到电子结合氢离子生成水，电极反应为：，
故答案为：；
③6.72L气体的物质的量为0.3mol，根据②中电极反应可知，此时转移电子1.2mol，根据电荷守恒可知，通过质子膜的H+的物质的量为1.2mol，
故答案为：1.2。
【点评】本题考查反应总的能量变化，侧重考查学生焓变的掌握情况，试题难度中等。
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期末核心考点 化学反应中的热量变化
一．选择题（共15小题）
1．（2024春 南京期末）我国科学家使用双功能催化剂（能吸附不同粒子）催化水煤气变换反应：CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g） ΔH＜0，反应过程示意图如图：
下列说法错误的是（ ）
A．过程Ⅰ、过程Ⅱ均为吸热过程
B．使用催化剂提高了该反应的反应速率
C．该反应中，CO（g）和H2O（g）的总能量低于CO2（g）和H2（g）的总能量
D．示意图中，起始时的2个H2O都参与了反应
2．（2024春 锡山区期末）下列选项所示各图中，能表示CaCO3分解的能量变化的是（ ）
A． B．
C． D．
3．（2024春 南京期末）下列关于热化学方程式的叙述正确的是（ ）
A．已知C（石墨，s）＝C（金刚石，s） ΔH＞0，则金刚石比石墨稳定
B．已知2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g） ΔH＝﹣483.6kJ mol﹣1，则H2燃烧热为241.8kJ mol﹣1
C．S（g）+O2（g）＝SO2（g） ΔH1；S（s）+O2（g）＝SO2（g） ΔH2 则ΔH1＜ΔH2
D．在稀溶液中：H+（aq）+OH﹣（aq）＝H2O（l） ΔH＝﹣57.3kJ mol﹣1，若将0.5mol L﹣1的稀H2SO4与1mol L﹣1的NaOH的溶液等体积混合，放出的热量等于57.3kJ
4．（2024秋 江苏期末）下列说法或表示方法正确的是（ ）
A．N2H4的燃烧热是624.0kJ/mol，则N2H4（l）+3O2（g）＝2NO2（g）+H2O（l） ΔH＝﹣624.0kJ/mol
B．N2（g）+3H2（g） 2NH3（g） ΔH＝﹣92.4kJ/mol，某容器中起始充入1mol N2（g）和3mol H2（g）达到平衡时放出92.4kJ热量
C．等物质的量的硫蒸气和固体硫分别完全燃烧，前者放出的热量多
D．在稀溶液中，H+（aq）+OH﹣（aq）＝H2O（l） ΔH＝﹣57.3kJ/mol，若将含0.5mol的稀H2SO4与含0.5mol Ba（OH）2的溶液混合，则放出的热量为57.3kJ
5．（2020春 通州区期末）下列设备工作时，将化学能转化为热能的是（ ）
A． 硅太阳能电池 B． 锂离子电池
C． 太阳能集热器 D． 燃气灶
6．（2024秋 扬州期末）甲烷合成反应：4H2+CO22H2O+CH4是一种重要的工业化学反应，正反应为一放热反应。下列说法正确的是（ ）
A．H2→2H这个过程需要放出能量
B．断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量
C．该反应先发生物质变化后发生能量变化
D．正反应过程的能量变化可用如图表示
7．（2024春 亭湖区期末）工业上由粗硅制备高纯晶体硅流程中的一步反应为SiHCl3（g）+H2（g） Si（s）+3HCl（g）。下列说法正确的是（ ）
A．该反应ΔS＜0
B．该反应的平衡常数
C．用E表示键能，该反应ΔH＝3E（Si—Cl）+E（Si—H）+E（H—H）﹣3E（H—Cl）﹣2E（Si—Si）
D．该过程需要在无水条件下进行的原因：SiHCl3与水反应生成H2SiO3和HCl两种物质
8．（2024春 新吴区月考）下列化学反应前后，体系的能量变化与如图不符的是（ ）
A．2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑
B．2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
C．C3H8+5O23CO2+2H2O
D．C+H2O（g）CO+H2
9．（2024春 盐城期末）下列反应中，一定属于吸热反应的是（ ）
A．需要加热才能发生的反应
B．NaOH溶液与盐酸的反应
C．Ba（OH）2 8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
D．ΔH＜0的反应
10．（2024 盐城一模）反应可用于储氢，可能机理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该反应的ΔS＞0
B．步骤Ⅰ中CO2带正电荷的C与催化剂中的N之间作用
C．步骤Ⅲ中存在非极性键的断裂和形成
D．反应中每消耗1mol CO2，转移电子数约为4×6.02×1023
11．（2024春 宿迁期末）接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化，该反应过程中能量变化如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．该反应的热化学方程式为：2SO2（g）+O2（g）＝2SO3（g）ΔH＝﹣98kJ/mol
B．该反应断裂反应物中化学键消耗的能量比形成生成物中化学键放出的能量少
C．使用高效催化剂可使反应ΔH的值增大
D．SO2（g）+1/2O2（g）＝SO3（s）ΔH＞﹣98kJ/mol
12．（2024春 铜山区期末）异丁烯与氯化氢发生加成反应过程的体系能量变化如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．产物②比产物①更稳定
B．此过程中只发生了取代反应
C．异丁烯与氯化氢的加成反应为吸热反应
D．1mol产物①或②中均含有7mol共价键
13．（2024春 江阴市期末）已知2H2O（l）＝2H2（g）+O2（g）ΔH＝+571.0kJ mol﹣1，两步热循环制H2的过程如图。下列说法正确的是（ ）
过程Ⅰ：2Fe3O4（s）＝6FeO（s）+O2（g）ΔH1＝+604.8kJ mol﹣1
过程Ⅱ：H2O（l）+3FeO（s）＝Fe3O4（s）+H2（g）ΔH2
A．ΔH2＝﹣33.8kJ mol﹣1
B．整个过程中能量转化形式只存在太阳能转化为化学能
C．过程Ⅱ在任何温度下均为自发反应
D．该制氢过程中FeO为催化剂
14．（2024春 南通期末）已知25℃时，某些物质的燃烧热数据如表：
物质 H2（g） C（石墨，s） C（金刚石，s） CH4（g）
燃烧热ΔH（kJ mol﹣1 ﹣285.8 ﹣393.5 ﹣395.0 ﹣89.3
下列热化学方程式书写正确的是（ ）
A．2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）ΔH＝﹣571.6kJ mol﹣1
B．CH4（g）═C（石墨，s）+2H2（g）ΔH＝+74.8kJ mol﹣1
C．C（石墨，s）═C（金刚石，s）ΔH＝﹣1.5kJ mol﹣1
D．CH4（g）O（l）ΔH＝﹣890.3kJ mol﹣1
15．（2024春 赣榆区期末）H2（g）和Cl2（g）反应生成HCl（g）过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．2mol气态氢原子结合生成H2（g）时，吸收436.4kJ能量
B．断开1mol HCl（g）中化学键需要吸收431.8kJ能量
C．Cl2（g）中的Cl—Cl键比HCl（g）的H—Cl键牢固
D．H2（g）+Cl2（g）＝2HCl（g）ΔH＝+184.5kJ mol﹣1
二．解答题（共5小题）
16．（2024 淮安三模）CO2的资源化利用是化学研究的热点。
（1）C3H8催化脱氢可制备丙烯。反应为C3H8（g）＝C3H6（g）+H2（g）ΔH1＝+123.8kJ mol﹣1
①该反应高温下能自发进行的原因为 。
②工业生产反应温度选择600℃，温度过高，反应速率和丙烯选择性均快速下降，原因可能为 。
（2）ln/HZSM﹣5催化下，CO2与C3H8耦合反应过程如图所示。
已知：3CO2（g）+9H2（g）＝C3H6（g）+6H2O（g） ΔH2＝﹣250.2kJ mol﹣1
CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g） ΔH3＝+41.2kJ mol﹣1
耦合反应的ΔH＝ kJ mol﹣1。
（3）利用电化学装置可实现CH4和CO2的耦合转化，原理如图所示。
①阳极生成乙烷的电极反应式为 。
②同温同压下，若生成乙烯和乙烷的体积比为1：1，则消耗的CH4和CO2体积比为 。
（4）In2O3催化CO2加氢制甲醇。H2在In2O3表面吸附后活化生成HCOO*中间体的机理如图所示。
①转化1中，In元素的化合价会 （选填“升高”、“降低”或“不变”）。
②根据元素电负性的变化规律，用文字描述转化Ⅱ和Ⅲ的机理 。
17．（2024 盐城一模）CO2的捕集与利用有助于“碳中和”。
（1）CO2的捕集。
①常温下，可用过量的氨水捕集CO2，该反应的离子方程式为 。
②乙醇胺（HOCH2CH2NH2）也能捕集CO2。乙醇胺的沸点高于氨的原因是 。
（2）CO2催化加氢制甲醇。经过“吸附→反应→脱附”等过程，主要反应为：
反应Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）＝CH3OH（g）+H2O（g） ΔH＝﹣49.5kJ mol﹣1
反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g） ΔH＝+41.2kJ mol﹣1
反应Ⅲ：CO（g）+2H2（g）＝CH3OH（g） ΔH＝﹣90.7kJ mol﹣1
3.0MPa时，将n起始（CO2）：n起始（H2）＝1：3的原料气匀速通过装有催化剂的反应管，测得CH3OH产率随温度的变化如图所示：
①240℃时，若n起始（CO2）＝1mol，反应管出口处检测到0.68mol CO2，则CH3OH的选择性＝ 。[CH3OH的选择性]
②温度高于260℃，CH3OH产率下降的可能原因是 。
③研究发现，CH3OH可由HCOO*（吸附在催化剂表面的物种用*标注）转化生成，与H*或OH*作用生成HCOO*的相对能量变化如图所示，在催化剂表面修饰羟基的优点是 。
（3）CO2制环状碳酸酯。CO2与环氧乙烷（）转化为环状碳酸酯的一种可能机理如图所示，图中Nu﹣表示催化剂。
①中间体X的结构简式为 。
②若用代替环氧乙烷，相同条件下，生成的产率远大于，其原因是 。
18．（2024春 铜山区期末）H2、CO、CH4等都是重要的能源，也是重要的化工原料。
（1）水煤气中的CO和H2在高温下反应可生成甲烷。在体积为2L的恒容密闭容器中，充入1mol CO和5mol H2，一定温度下发生反应：CO（g）+3H2（g） CH4（g）+H2O（g）。测得CO和H2的转化率随时间变化如图所示：
①从反应开始到6min，CO的平均反应速率 ，6min时，H2的转化率为 。
②下列叙述中能说明上述反应达到化学平衡状态的是 （填字母）。
a.容器中混合气体的密度保持不变
b.容器中混合气体的总压强保持不变
c.容器中3v正（H2）＝v逆（CH4）
d.单位时间内每消耗1mol CO，同时生成1mol CH4
（2）甲烷燃料电池装置如图，负极电极反应方程式为： 。
（3）在25℃、101kPa时，8gCH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是445.0kJ。写出CH4燃烧的热化学反应方程式 。理想状态下，甲烷燃料电池消耗1mol CH4所能产生的最大电能为756.5kJ，则该燃料电池的理论效率（燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比）为 %。
（4）向恒容密闭容器中充入一定量CO2和H2，在不同催化剂作用下合成甲醇，反应进行相同时间后（均未达到化学平衡状态），CO2的转化率随反应温度的变化如图所示。其中a点CO2的转化率高于b点的原因是 。
19．（2024 江苏模拟）环氧乙烷（，简称EO）是一种重要的工业原料和消毒剂。工业上用乙烯制备EO。
（1）一定条件下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷（EO）和乙醛（AA）的过程中部分物料与能量变化如图所示。
①中间体OMC生成吸附态EO（ads）的活化能为 kJ/mol。
②由EO（g）生成AA（g）的热化学方程式为 。
（2）乙烯电解制备EO的原理示意如图。
阳极室产生Cl2后发生的反应有：Cl2+H2O＝HCl+HClO、CH2＝CH2+HClO＝HOCH2CH2Cl。法拉第效率FE的定义：FE（B）100%。
①若FE（EO）＝100%，则溶液b的溶质为 （化学式）。
②一定条件下，反应物按一定流速通过该装置。当乙烯完全消耗时，测得FE（EO）≈70%，S（EO）≈97%。
推测FE（EO）≈70%的原因：若没有生成EO的乙烯全部在阳极放电生成CO2，则生成CO2的电极反应方程式为 ，FE（CO2）≈ 。经检验阳极放电产物没有CO2，则S（EO）≈97%的可能原因是 。
20．（2024春 盐城期末）工业上使用“三步接触法”制硫酸，“接触室”中发生的反应为：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g），T℃时该反应过程中的能量变化如图1所示：
（1）由图像判断该反应为 反应（选择“放热”或者“吸热”）。
（2）若E1＝251kJ，E2＝349kJ则该反应的热方程式可以表示为：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g） ΔH＝ kJ mol﹣1。
（3）下列措施能使该反应速率增大的是 （填字母，下同）。
A．升高温度
B．减小压强
C．使用合适的催化剂
D．分离出产物SO3
（4）若上述反应在恒容的密闭容器中进行，下列叙述中能说明该反应已达平衡状态的是 。
A．SO2的浓度不再变化
B．SO2、O2、SO3的物质的量相等
C．容器内的总压强不再变化
D．容器内气体的平均摩尔质量不再改变
（5）随着技术的不断改进，利用原电池原理使该反应制备硫酸成为可能（装置如图2）电池总反应为：2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4。
①孔电极B通入气体为SO2，则B为 。（填“正极”或“负极”）
②多孔电极A的电极反应式为： 。
③A电极消耗6.72L的气体时（标况下），通过质子膜的H+的物质的量为 mol。
期末核心考点 化学反应中的热量变化
参考答案与试题解析
一．选择题（共15小题）
1．（2024春 南京期末）我国科学家使用双功能催化剂（能吸附不同粒子）催化水煤气变换反应：CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g） ΔH＜0，反应过程示意图如图：
下列说法错误的是（ ）
A．过程Ⅰ、过程Ⅱ均为吸热过程
B．使用催化剂提高了该反应的反应速率
C．该反应中，CO（g）和H2O（g）的总能量低于CO2（g）和H2（g）的总能量
D．示意图中，起始时的2个H2O都参与了反应
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】A．过程Ⅰ、过程Ⅱ均为水分子中O—H键的断裂；
B．使用催化剂可以降低反应物的活化能；
C．ΔH＝生成物总能量﹣反应物总能量＜0，即生成物总能量小于反应物总能量；
D．经过程Ⅰ、过程Ⅱ起始时的2个H2O分子中的O—H键均有断裂。
【解答】解：A．过程Ⅰ、过程Ⅱ均为水分子中O—H键的断裂，化学键的断裂为吸热过程，故A正确；
B．使用催化剂可以降低反应物的活化能，从而提高反应速率，故B正确；
C．ΔH＝生成物总能量﹣反应物总能量＜0，为放热反应，则生成物总能量小于反应物总能量，所以CO（g）和H2O（g）的总能量高于CO2（g）和H2（g）的总能量，故C错误；
D．经过程Ⅰ、过程Ⅱ起始时的2个H2O分子中的O—H键均有断裂，则起始时的2个H2O都参与了反应，故D正确；
故选：C。
【点评】本题考查反应中的能量变化，侧重考查学生焓变的掌握情况，试题难度中等。
2．（2024春 锡山区期末）下列选项所示各图中，能表示CaCO3分解的能量变化的是（ ）
A． B．
C． D．
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】CaCO3分解生成氧化钙和二氧化碳，属于吸热反应。
【解答】解：生成物总能量大于反应物总能量，CaCO3分解生成氧化钙和二氧化碳，属于吸热反应，
故选：A。
【点评】本题考查反应中的能量变化，侧重考查学生焓变的掌握情况，试题难度中等。
3．（2024春 南京期末）下列关于热化学方程式的叙述正确的是（ ）
A．已知C（石墨，s）＝C（金刚石，s） ΔH＞0，则金刚石比石墨稳定
B．已知2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g） ΔH＝﹣483.6kJ mol﹣1，则H2燃烧热为241.8kJ mol﹣1
C．S（g）+O2（g）＝SO2（g） ΔH1；S（s）+O2（g）＝SO2（g） ΔH2 则ΔH1＜ΔH2
D．在稀溶液中：H+（aq）+OH﹣（aq）＝H2O（l） ΔH＝﹣57.3kJ mol﹣1，若将0.5mol L﹣1的稀H2SO4与1mol L﹣1的NaOH的溶液等体积混合，放出的热量等于57.3kJ
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】A．该反应为吸热反应；
B．在25℃，100kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的化合物放出的热量，叫做该物质的燃烧热；
C．根据盖斯定律可得：S（g）＝S（s），ΔH＝ΔH1﹣ΔH2，气态物质变为固态是放热的过程；
D．在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量叫做中和热。
【解答】解：A．该反应为吸热反应，说明等物质的量的情况下，石墨的能量较低，即石墨更稳定，故A错误；
B．在25℃，100kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的化合物放出的热量，叫做该物质的燃烧热；在25℃时，H2O的稳定状态是液态，所以H2燃烧热不是241.8kJ mol﹣1，故B错误；
C．根据盖斯定律可得：S（g）＝S（s），ΔH＝ΔH1﹣ΔH2，气态物质变为固态是放热的过程，即ΔH＝ΔH1﹣ΔH2＜0，所以ΔH1＜ΔH2，故C正确；
D．题中未告知酸碱的体积，无法保证生成的水的物质的量为1mol，故放出的热量不一定是57.3kJ，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查化学反应中的能量变化，侧重考查学生焓变的掌握情况，试题难度中等。
4．（2024秋 江苏期末）下列说法或表示方法正确的是（ ）
A．N2H4的燃烧热是624.0kJ/mol，则N2H4（l）+3O2（g）＝2NO2（g）+H2O（l） ΔH＝﹣624.0kJ/mol
B．N2（g）+3H2（g） 2NH3（g） ΔH＝﹣92.4kJ/mol，某容器中起始充入1mol N2（g）和3mol H2（g）达到平衡时放出92.4kJ热量
C．等物质的量的硫蒸气和固体硫分别完全燃烧，前者放出的热量多
D．在稀溶液中，H+（aq）+OH﹣（aq）＝H2O（l） ΔH＝﹣57.3kJ/mol，若将含0.5mol的稀H2SO4与含0.5mol Ba（OH）2的溶液混合，则放出的热量为57.3kJ
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】A．燃烧热是在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量；
B．该反应是一个可逆反应，故在密闭容器中充入1mol N2（g）和3mol H2（g），N2、H2不能完全反应；
C．已知等量的硫蒸气具有的总能量比硫固体的高；
D．由于Ba2+和硫酸根离子参与反应生成BaSO4的过程中也有热效应。
【解答】解：A．燃烧热是在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量；N2H4的燃烧热是624.0kJ/mol，反应中应该生成的是氮气和液态水，而不是二氧化氮，故A错误；
B．该反应是一个可逆反应，故N2、H2不能完全反应，故充分反应后放出的热量小于92.4kJ，故B错误；
C．已知等量的硫蒸气具有的总能量比硫固体的高，故在相同条件下，将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出热量多，故C正确；
D．Ba2+和硫酸根离子反应生成BaSO4也有热效应，若将含0.5mol的稀H2SO4与含0.5mol Ba（OH）2的溶液混合，放出的热量不为57.3kJ，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查反应中的能量变化，侧重考查学生焓变的掌握情况，试题难度中等。
5．（2020春 通州区期末）下列设备工作时，将化学能转化为热能的是（ ）
A． 硅太阳能电池 B． 锂离子电池
C． 太阳能集热器 D． 燃气灶
【专题】化学反应中的能量变化．
【分析】化学变化中不但生成新物质而且还会伴随着能量的变化，解题时要注意看过程中否发生化学变化，是否产生了热量．
【解答】解：A．硅太阳能电池是太阳能转化为电能，故A错误；
B．锂离子电池是把化学能转化为电能，故B错误；
C．太阳能集热器是把太阳能转化为热能，故C错误；
D．燃烧是放热反应，是化学能转化为热能，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查能量的转化形式，难度不大，该题涉及了两方面的知识：一方面对物质变化的判断，另一方面是一定注意符合化学能向热能的转化条件．
6．（2024秋 扬州期末）甲烷合成反应：4H2+CO22H2O+CH4是一种重要的工业化学反应，正反应为一放热反应。下列说法正确的是（ ）
A．H2→2H这个过程需要放出能量
B．断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量
C．该反应先发生物质变化后发生能量变化
D．正反应过程的能量变化可用如图表示
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】A．化学键的断裂需要吸收能量；
B．图示反应为放热反应；
C．化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成；
D．该反应为放热反应。
【解答】解：A．化学键的断裂需要吸收能量，故A错误；
B．放热反应中断开反应物化学键吸收的能量小于形成生成物化学键放出的能量，图示反应为放热反应，故B错误；
C．化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，说明发生化学反应的过程中同时伴随能量变化，故C错误；
D．该反应为放热反应，则反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查反应中的能量变化，侧重考查学生焓变的掌握情况，试题难度中等。
7．（2024春 亭湖区期末）工业上由粗硅制备高纯晶体硅流程中的一步反应为SiHCl3（g）+H2（g） Si（s）+3HCl（g）。下列说法正确的是（ ）
A．该反应ΔS＜0
B．该反应的平衡常数
C．用E表示键能，该反应ΔH＝3E（Si—Cl）+E（Si—H）+E（H—H）﹣3E（H—Cl）﹣2E（Si—Si）
D．该过程需要在无水条件下进行的原因：SiHCl3与水反应生成H2SiO3和HCl两种物质
【专题】化学反应中的能量变化．
【分析】A．反应SiHCl3（g）+H2（g） Si（s）+3HCl（g）是气体分子数增大的反应；
B．平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值；
C．焓变ΔH＝反应物总键能﹣生成物总键能；
D．SiHCl3与水反应生成H2SiO3、HCl和氢气。
【解答】解：A．反应SiHCl3（g）+H2（g） Si（s）+3HCl（g）是气体分子数增大的反应，即是熵增的反应，反应的ΔS＞0，故A错误；
B．该反应中Si是固体，浓度为1，则该反应的平衡常数K，故B错误；
C．Si是共价晶体，1mol Si原子中含有4molSi—Si键，即1mol Si原子中含有2mol Si—Si键，该反应的焓变ΔH＝反应物总键能﹣生成物总键能＝3E（Si—Cl）+E（Si—H）+E（H—H）﹣3E（H—Cl）﹣2E（Si—Si），故C正确；
D．该过程需要在无水条件下进行，其原因为SiHCl3+3H2O═H2SiO3↓+H2↑+3HCl↑，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查反应热与焓变，侧重基础知识综合运用能力考查，把握焓变与物质总键能的计算关系、平衡常数表达式、物质性质及发生的反应是解题关键，题目难度中等。
8．（2024春 新吴区月考）下列化学反应前后，体系的能量变化与如图不符的是（ ）
A．2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑
B．2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
C．C3H8+5O23CO2+2H2O
D．C+H2O（g）CO+H2
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】由图可知，反应物能量高于生成物能量，为放热反应。
【解答】解：A．钠与水的反应是放热反应，故A错误；
B．铝热反应是放热反应，故B错误；
C．丙烷燃烧的反应是放热反应，故C错误；
D．碳和水蒸气高温制水煤气的反应是吸热反应，故D正确；
故选：D。
【点评】本题主要考查化学反应中能量的变化，特别是放热反应和吸热反应的判断。注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的能量变化知识进行解题。
9．（2024春 盐城期末）下列反应中，一定属于吸热反应的是（ ）
A．需要加热才能发生的反应
B．NaOH溶液与盐酸的反应
C．Ba（OH）2 8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
D．ΔH＜0的反应
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】常见的放热反应有：所有的物质燃烧、所有金属与酸或与水、所有中和反应、绝大多数化合反应、铝热反应；
常见的吸热反应有：绝大数分解反应、个别的化合反应（如C和CO2）、工业制水煤气、碳（一氧化碳、氢气）还原金属氧化物、某些复分解（如铵盐和强碱），以此来解答。
【解答】解：A．需要加热或点燃的反应不一定是吸热反应，如煤的燃烧，故A错误；
B．NaOH溶液与盐酸的反应是放热反应，故B错误；
C．氢氧化钡和氯化铵晶体混合后生成氯化钡、氨气和水，是吸热反应，故C正确；
D．ΔH＜0的反应，是放热反应，故C错误；
故选：C。
【点评】本题考查反应热与焓变，为高频考点，把握反应中能量变化、常见的吸热反应为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大。
10．（2024 盐城一模）反应可用于储氢，可能机理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该反应的ΔS＞0
B．步骤Ⅰ中CO2带正电荷的C与催化剂中的N之间作用
C．步骤Ⅲ中存在非极性键的断裂和形成
D．反应中每消耗1mol CO2，转移电子数约为4×6.02×1023
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】A．该反应的正反应是气体体积减小的反应；
B．CO2中C显正价，O显负价；
C．步骤Ⅲ中不存在非极性键的断裂和形成；
D．该反应中CO2中C元素的化合价由+4价降低到+2价。
【解答】解：A．该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以该反应的ΔS＜0，故A错误；
B．CO2中C显正价，O显负价，步骤I可理解为CO2中带部分正电荷的C与催化剂中的N之间作用，故B正确；
C．步骤Ⅲ中不存在非极性键的断裂和形成，故C错误；
D．该反应中CO2中C元素的化合价由+4价降低到+2价，每消耗1mol CO2转移电子的数目约为2×6.02×1023，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查反应中的能量变化，侧重考查学生焓变的掌握情况，试题难度中等。
11．（2024春 宿迁期末）接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化，该反应过程中能量变化如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．该反应的热化学方程式为：2SO2（g）+O2（g）＝2SO3（g）ΔH＝﹣98kJ/mol
B．该反应断裂反应物中化学键消耗的能量比形成生成物中化学键放出的能量少
C．使用高效催化剂可使反应ΔH的值增大
D．SO2（g）+1/2O2（g）＝SO3（s）ΔH＞﹣98kJ/mol
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】A．反应热的数值与方程式的系数成正比；
B．ΔH＝断裂反应物中化学键消耗的能量﹣形成生成物中化学键放出的能量；
C．使用高效催化剂不改变ΔH；
D．放热越多，ΔH越小。
【解答】解：A．该反应的热化学方程式为：2SO2（g）+O2（g）＝2SO3（g）ΔH＝﹣196kJ/mol，故A错误；
B．该反应为放热反应，ΔH＜0，即断裂反应物中化学键消耗的能量比形成生成物中化学键放出的能量少，故B正确；
C．使用高效催化剂不能使反应ΔH的值增大，只能加快反应速率，故C错误；
D．SO3气体转化为固体时，继续放热，所以SO2（g）O2（g）＝SO3（s）ΔH＜﹣98kJ/mol，故D错误；
故选：B。
【点评】本题主要考查热化学方程式的书写，属于基本知识的考查，难度中等。
12．（2024春 铜山区期末）异丁烯与氯化氢发生加成反应过程的体系能量变化如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．产物②比产物①更稳定
B．此过程中只发生了取代反应
C．异丁烯与氯化氢的加成反应为吸热反应
D．1mol产物①或②中均含有7mol共价键
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】A．物质能量越低越稳定；
B．烯烃易发生加成反应；
C．反应物总能量高于生成物总能量；
D．产物①或②中均含有12条共价键。
【解答】解：A．产物②的能量比产物①低，所以产物②比产物①更稳定，故A正确；
B．此过程中只发生了加成反应，故B错误；
C．异丁烯与氯化氢的加成反应为放热反应，故C错误；
D．1mol产物①或②中均含有12mol共价键，故D错误；
故选：A。
【点评】本题主要考查反应热与焓变的相关知识，侧重考查学生看图理解能力，对学生的能力要求较高，难度中等。
13．（2024春 江阴市期末）已知2H2O（l）＝2H2（g）+O2（g）ΔH＝+571.0kJ mol﹣1，两步热循环制H2的过程如图。下列说法正确的是（ ）
过程Ⅰ：2Fe3O4（s）＝6FeO（s）+O2（g）ΔH1＝+604.8kJ mol﹣1
过程Ⅱ：H2O（l）+3FeO（s）＝Fe3O4（s）+H2（g）ΔH2
A．ΔH2＝﹣33.8kJ mol﹣1
B．整个过程中能量转化形式只存在太阳能转化为化学能
C．过程Ⅱ在任何温度下均为自发反应
D．该制氢过程中FeO为催化剂
【专题】化学反应中的能量变化．
【分析】A．根据盖斯定律：Ⅰ+2×Ⅱ得2H2O（l）＝2H2（g）+O2（g），ΔH2；
B．整个过程中能量转化形式有太阳能转化为化学能，化学能转化为热量；
C．ΔH﹣TΔS＜0，反应自发进行；
D．Fe3O4（s）先消耗后生成。
【解答】解：A．根据盖斯定律：Ⅰ+2×Ⅱ得2H2O（l）＝2H2（g）+O2（g），ΔH2（571.2﹣604.8）kJ/mol＝﹣16.9kJ/mol，故A错误；
B．整个过程中能量转化形式有太阳能转化为化学能，过程Ⅱ为放热反应，在反应过程中化学能转化为热量，故B错误；
C．过程ⅡΔH＜0，ΔS＞0，根据ΔH﹣TΔS＜0，反应自发进行，所以过程Ⅱ在任何温度下均为自发反应，故C正确；
D．Fe3O4（s）先消耗后生成，所以该制氢过程中Fe3O4（s）为催化剂，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查反应热与焓变，侧重考查学生识图能力和分析能力，掌握盖斯定律为解题关键，此题难度不大。
14．（2024春 南通期末）已知25℃时，某些物质的燃烧热数据如表：
物质 H2（g） C（石墨，s） C（金刚石，s） CH4（g）
燃烧热ΔH（kJ mol﹣1 ﹣285.8 ﹣393.5 ﹣395.0 ﹣89.3
下列热化学方程式书写正确的是（ ）
A．2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）ΔH＝﹣571.6kJ mol﹣1
B．CH4（g）═C（石墨，s）+2H2（g）ΔH＝+74.8kJ mol﹣1
C．C（石墨，s）═C（金刚石，s）ΔH＝﹣1.5kJ mol﹣1
D．CH4（g）O（l）ΔH＝﹣890.3kJ mol﹣1
【专题】化学反应中的能量变化．
【分析】A．燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量；
B．根据燃烧热数据可得：①CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（l）ΔH＝﹣890.3kJ/mol；②C（石墨，s）+O2（g）＝CO2（g）ΔH＝﹣393.5kJ/mol；③H2（g）O2（g）＝H2O（l）ΔH＝﹣285.8kJ/mol，根据盖斯定律进行计算；
C．由C（石墨，s）+O2（g）＝CO2（g）ΔH＝﹣393.5kJ/mol，C（金刚石，s）+O2（g）＝CO2（g）ΔH＝﹣395.0kJ/mol，用前式减去后式可得C（石墨，s）＝C（金刚石，s）ΔH＝+1.5kJ/mol；
D．CH4燃烧热是指1mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量。
【解答】解：A．燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，H2燃烧生成的稳定氧化物是液态水，不是气态水，故A错误；
B．根据燃烧热数据可得：①CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（l）ΔH＝﹣890.3kJ/mol；②C（石墨，s）+O2（g）＝CO2（g）ΔH＝﹣393.5kJ/mol；③H2（g）O2（g）＝H2O（l）ΔH＝﹣285.8kJ/mol，由②+③×2﹣①可得CH4（g）＝C（石墨，s）+2H2（g），ΔH＝﹣393.5kJ/mol﹣285.8kJ/mol×2+890.3kJ/mol＝+74.8\kJ/mol，故B正确；
C．由C（石墨，s）+O2（g）＝CO2（g）ΔH＝﹣393.5kJ/mol，C（金刚石，s）+O2（g）＝CO2（g）ΔH＝﹣395.0kJ/mol，用前式减去后式可得C（石墨，s）＝C（金刚石，s）ΔH＝+1.5kJ/mol，故C错误；
D．CH4燃烧热是指1mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量，而该反应生成的是CO，不是CH4的燃烧热，故D错误；
故选：B。
【点评】本题主要考查了热化学方程式的书写和判断，题目难度不大，掌握燃烧热的概念和热化学方程式书写的方法是解答该题的关键。
15．（2024春 赣榆区期末）H2（g）和Cl2（g）反应生成HCl（g）过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．2mol气态氢原子结合生成H2（g）时，吸收436.4kJ能量
B．断开1mol HCl（g）中化学键需要吸收431.8kJ能量
C．Cl2（g）中的Cl—Cl键比HCl（g）的H—Cl键牢固
D．H2（g）+Cl2（g）＝2HCl（g）ΔH＝+184.5kJ mol﹣1
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】A．断键吸热，成键放热；
B．H—Cl的键能是431.8kJ/mol；
C．键能越大，键越牢固；
D．ΔH＝反应物键能之和﹣生成物键能之和。
【解答】解：A．2mol气态氢原子结合生成H2（g）时，放出436.4kJ能量，故A错误；
B．由图可知，断开1mol HCl（g）中化学键需要吸收431.8kJ能量，故B正确；
C．由题图可知，Cl2（g）中的Cl—Cl键没有HCl（g）的H—Cl键牢固，故C错误；
D．H2（g）+Cl2（g）＝2HCl（g）ΔH＝﹣184.5kJ mol﹣1，故D错误；
故选：B。
【点评】本题主考考查反应热与焓变的相关知识，属于基本知识的考查，难度不大。
二．解答题（共5小题）
16．（2024 淮安三模）CO2的资源化利用是化学研究的热点。
（1）C3H8催化脱氢可制备丙烯。反应为C3H8（g）＝C3H6（g）+H2（g）ΔH1＝+123.8kJ mol﹣1
①该反应高温下能自发进行的原因为 该反应的ΔH＞0，ΔS＞0，高温下ΔH﹣TΔS＜0，反应可自发进行 。
②工业生产反应温度选择600℃，温度过高，反应速率和丙烯选择性均快速下降，原因可能为 温度过高，丙烷裂解产生CH4、C2H4、C和氢气等副产物，使丙烯的选择性下降；同时高温下产生积碳使催化剂快速失活，反应速率快速下降 。
（2）ln/HZSM﹣5催化下，CO2与C3H8耦合反应过程如图所示。
已知：3CO2（g）+9H2（g）＝C3H6（g）+6H2O（g） ΔH2＝﹣250.2kJ mol﹣1
CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g） ΔH3＝+41.2kJ mol﹣1
耦合反应的ΔH＝ +165.0 kJ mol﹣1。
（3）利用电化学装置可实现CH4和CO2的耦合转化，原理如图所示。
①阳极生成乙烷的电极反应式为 。
②同温同压下，若生成乙烯和乙烷的体积比为1：1，则消耗的CH4和CO2体积比为 4：3 。
（4）In2O3催化CO2加氢制甲醇。H2在In2O3表面吸附后活化生成HCOO*中间体的机理如图所示。
①转化1中，In元素的化合价会 降低 （选填“升高”、“降低”或“不变”）。
②根据元素电负性的变化规律，用文字描述转化Ⅱ和Ⅲ的机理 CO2分子中的一个O原子填充到氧空位，促进CO2分子中C＝O键断裂；In的电负性小于H，与In相连的H原子带负电，C的电负性小于O，与O相连的C原子带正电；带负电的H进攻带正电的C原子生成HCOO*，（吸附在In2O3表面） 。
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】（1）①该反应高温下能自发进行的原因为：该反应的ΔH＞0，ΔS＞0；
②工业生产反应温度选择600℃，温度过高，反应速率和丙烯选择性均快速下降，原因可能为：温度过高，丙烷裂解产生CH4、C2H4、C和氢气等副产物，使丙烯的选择性下降；
（2）已知：I.；II.3CO2（g）+9H2（g）＝C3H6（g）+6H2O（g）ΔH2＝﹣250.2kJ mol﹣1；III.CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g）ΔH3＝+41.2kJ mol﹣1；由盖斯定律可知，I+III可得C3H8（g）+CO2（g）＝C3H6（g）+CO（g）+H2O（g）；
（3）①由图可知，CH4在阳极失去电子生成乙烷；
②由图可知，CO2在阴极得到电子生成CO，电极方程式为：CO2+2e﹣＝CO+O2﹣，由图可知，CH4在阳极失去电子生成乙烷或乙烯；
（4）①转化1中，In2O3中产生了氧空位，由化合价代数和为零可知；
②根据元素电负性的变化规律，用文字描述转化Ⅱ和Ⅲ的机理为：CO2分子中的一个O原子填充到氧空位，促进CO2分子中C＝O键断裂；In的电负性小于H，与In相连的H原子带负电，C的电负性小于O，与O相连的C原子带正电。
【解答】解：（1）①该反应高温下能自发进行的原因为：该反应的ΔH＞0，ΔS＞0，高温下ΔH﹣TΔS＜0，反应可自发进行，
故答案为：该反应的ΔH＞0，ΔS＞0，高温下ΔH﹣TΔS＜0，反应可自发进行；
②工业生产反应温度选择600℃，温度过高，反应速率和丙烯选择性均快速下降，原因可能为：温度过高，丙烷裂解产生CH4、C2H4、C和氢气等副产物，使丙烯的选择性下降；同时高温下产生积碳使催化剂快速失活，反应速率快速下降，
故答案为：温度过高，丙烷裂解产生CH4、C2H4、C和氢气等副产物，使丙烯的选择性下降；同时高温下产生积碳使催化剂快速失活，反应速率快速下降；
（2）已知：I.；II.3CO2（g）+9H2（g）＝C3H6（g）+6H2O（g）ΔH2＝﹣250.2kJ mol﹣1；III.CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g）ΔH3＝+41.2kJ mol﹣1；由盖斯定律可知，I+III可得C3H8（g）+CO2（g）＝C3H6（g）+CO（g）+H2O（g） 165.0kJ mol﹣1，
故答案为：+165.0；
（3）①由图可知，CH4在阳极失去电子生成乙烷的电极反应式为：，
故答案为：；
②由图可知，CO2在阴极得到电子生成CO，电极方程式为：CO2+2e﹣＝CO+O2﹣，由图可知，CH4在阳极失去电子生成乙烷或乙烯，电极反应式为：、，若生成乙烯和乙烷的体积比为1：1，则失去6个电子，消耗4mol CH4，3mol CO2，则消耗的CH4和CO2体积比为4：3，
故答案为：4：3；
（4）①转化1中，In2O3中产生了氧空位，由化合价代数和为零可知，In元素的化合价会降低，
故答案为：降低；
②根据元素电负性的变化规律，用文字描述转化Ⅱ和Ⅲ的机理为：CO2分子中的一个O原子填充到氧空位，促进CO2分子中C＝O键断裂；In的电负性小于H，与In相连的H原子带负电，C的电负性小于O，与O相连的C原子带正电；带负电的H进攻带正电的C原子生成HCOO*，（吸附在In2O3表面），
故答案为：CO2分子中的一个O原子填充到氧空位，促进CO2分子中C＝O键断裂；In的电负性小于H，与In相连的H原子带负电，C的电负性小于O，与O相连的C原子带正电；带负电的H进攻带正电的C原子生成HCOO*，（吸附在In2O3表面）。
【点评】本题考查反应中的能量变化，侧重考查学生焓变的掌握情况，试题难度中等。
17．（2024 盐城一模）CO2的捕集与利用有助于“碳中和”。
（1）CO2的捕集。
①常温下，可用过量的氨水捕集CO2，该反应的离子方程式为 2NH3 H2O+CO2H2O 。
②乙醇胺（HOCH2CH2NH2）也能捕集CO2。乙醇胺的沸点高于氨的原因是 乙醇胺形成的分子间氢键更强，且相对分子质量大于氨分子，范德华力更强 。
（2）CO2催化加氢制甲醇。经过“吸附→反应→脱附”等过程，主要反应为：
反应Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）＝CH3OH（g）+H2O（g） ΔH＝﹣49.5kJ mol﹣1
反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g） ΔH＝+41.2kJ mol﹣1
反应Ⅲ：CO（g）+2H2（g）＝CH3OH（g） ΔH＝﹣90.7kJ mol﹣1
3.0MPa时，将n起始（CO2）：n起始（H2）＝1：3的原料气匀速通过装有催化剂的反应管，测得CH3OH产率随温度的变化如图所示：
①240℃时，若n起始（CO2）＝1mol，反应管出口处检测到0.68mol CO2，则CH3OH的选择性＝ 93.75% 。[CH3OH的选择性]
②温度高于260℃，CH3OH产率下降的可能原因是 CO2和H2的吸附量下降或积碳覆盖催化剂活性点位或生成一氧化碳等其他含碳化合物 。
③研究发现，CH3OH可由HCOO*（吸附在催化剂表面的物种用*标注）转化生成，与H*或OH*作用生成HCOO*的相对能量变化如图所示，在催化剂表面修饰羟基的优点是 降低生成HCOO*的活化能，加快反应速率 。
（3）CO2制环状碳酸酯。CO2与环氧乙烷（）转化为环状碳酸酯的一种可能机理如图所示，图中Nu﹣表示催化剂。
①中间体X的结构简式为 。
②若用代替环氧乙烷，相同条件下，生成的产率远大于，其原因是 甲基的体积大于氢原子，空间位阻大，Nu﹣主要与不连甲基的碳原子作用 。
【专题】化学反应中的能量变化；分析与推测能力．
【分析】（1）根据常温下，可用过量的氨水捕集二氧化碳的反应为过滤的氨水与二氧化碳反应生成碳酸铵和水，乙醇胺形成的分子间氢键更强，且相对分子质量大于氨分子，进行分析；
（2）根据温度高于260℃，甲醇产率下降可能是二氧化碳和氢气的吸附量下降、积碳覆盖催化剂活性点位导致催化剂活性降低、生成一氧化碳等其他含碳化合物，在催化剂表面修饰羟基可以降低生成HCOO*的活化能，加快反应速率进行分析；
（3）根据甲基的体积大于氢原子，空间位阻大，Nu﹣主要与不连甲基的碳原子作用所致进行分析。
【解答】解：（1）①常温下，氨水与CO2反应生成碳酸铵和水，反应的离子方程式为2 NH3 H2O+CO2H2O，
故答案为：2 NH3 H2O+CO2H2O；
②乙醇胺和氨分子都能形成分子间氢键，乙醇胺的沸点高于氨分子说明乙醇胺形成的分子间氢键更强，且相对分子质量大于氨分子，范德华力更强所致，
故答案为：乙醇胺形成的分子间氢键更强，且相对分子质量大于氨分子，范德华力更强；
（2）①240℃时，甲醇的产率为30%，由起始CO2的物质的量为1mol，反应管出口处检测到CO2的物质的量为0.68mol可知，甲醇的选择性为93.75%，
故答案为：93.75%；
②温度高于260℃，甲醇产率下降可能是CO2和H2的吸附量下降、积碳覆盖催化剂活性点位导致催化剂活性降低、生成CO等其他含碳化合物所致，
故答案为：CO2和H2的吸附量下降或积碳覆盖催化剂活性点位或生成一氧化碳等其他含碳化合物；
③在催化剂表面修饰羟基可以降低生成HCOO*的活化能，加快反应速率，
故答案为：降低生成HCOO*的活化能，加快反应速率；
（3）①由反应机理可知，中间体X的结构简式为，
故答案为：；
②若用代替环氧乙烷，相同条件下，生成的产率远大于是因为甲基的体积大于氢原子，空间位阻大，Nu﹣主要与不连甲基的碳原子作用所致，
故答案为：甲基的体积大于氢原子，空间位阻大，Nu﹣主要与不连甲基的碳原子作用。
【点评】本题主要考查反应热和焓变等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
18．（2024春 铜山区期末）H2、CO、CH4等都是重要的能源，也是重要的化工原料。
（1）水煤气中的CO和H2在高温下反应可生成甲烷。在体积为2L的恒容密闭容器中，充入1mol CO和5mol H2，一定温度下发生反应：CO（g）+3H2（g） CH4（g）+H2O（g）。测得CO和H2的转化率随时间变化如图所示：
①从反应开始到6min，CO的平均反应速率 0.05mol/（L min） ，6min时，H2的转化率为 36% 。
②下列叙述中能说明上述反应达到化学平衡状态的是 B （填字母）。
a.容器中混合气体的密度保持不变
b.容器中混合气体的总压强保持不变
c.容器中3v正（H2）＝v逆（CH4）
d.单位时间内每消耗1mol CO，同时生成1mol CH4
（2）甲烷燃料电池装置如图，负极电极反应方程式为： CH4+10OH﹣﹣8e﹣7H2O 。
（3）在25℃、101kPa时，8gCH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是445.0kJ。写出CH4燃烧的热化学反应方程式 CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（l） ΔH＝﹣890kJ/mol 。理想状态下，甲烷燃料电池消耗1mol CH4所能产生的最大电能为756.5kJ，则该燃料电池的理论效率（燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比）为 85 %。
（4）向恒容密闭容器中充入一定量CO2和H2，在不同催化剂作用下合成甲醇，反应进行相同时间后（均未达到化学平衡状态），CO2的转化率随反应温度的变化如图所示。其中a点CO2的转化率高于b点的原因是 a点和b点均未达到平衡状态，b点比a点反应温度高，但a点催化剂的效率比b点催化剂的效率更高，反应速率更快，单位时间内，CO2的转化率更高（或a点催化剂对速率的影响大于b点温度对反应速率的影响） 。
【专题】化学反应中的能量变化；电化学专题；理解与辨析能力．
【分析】（1）①根据v进行计算，转化率100%；
②a.容器体积不变，气体总质量不变，所以混合气体的密度试纸保持不变；
b.反应：CO（g）+3H2（g） CH4（g）+H2O（g）是气体分子总数改变的反应，容器中混合气体的总压强保持不变，即气体总物质的量不变，各组分的物质的量不变；
c.容器中v正（H2）＝3v逆（CH4）时，正逆反应速率相等；
d.单位时间内每消耗1mol CO，同时生成1mol CH4，表示的都是正反应速率；
（2）根据原子守恒、电荷守恒书写负极电极反应方程式；
（3）热化学反应方程式是指物质完全燃烧，生成稳定化合物放出的热量，燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比；
（4）由图可知，a点和b点均未达到平衡状态，b点比a点反应温度高，但a点催化剂的效率比b点催化剂的效率更高，反应速率更快，单位时间内，CO2的转化率更高（或a点催化剂对速率的影响大于b点温度对反应速率的影响）。
【解答】解：（1）①由图可知，从反应开始到6min，CO的转化率为60%，CO的平均反应速率为0.05mol/（L min），6min时，H2的转化率为36%，
故答案为：0.05mol/（L min）；36%；
②a.容器体积不变，气体总质量不变，所以混合气体的密度试纸保持不变，密度不是变量，故A错误；
b.反应：CO（g）+3H2（g） CH4（g）+H2O（g）是气体分子总数改变的反应，容器中混合气体的总压强保持不变，即气体总物质的量不变，各组分的物质的量不变，可逆反应达到平衡状态，故B正确；
c.容器中v正（H2）＝3v逆（CH4）时，正逆反应速率相等，可逆反应达到平衡状态，故C错误；
d.单位时间内每消耗1mol CO，同时生成1mol CH4，表示的都是正反应速率，无法判断反应是否达到平衡状态，故D错误；
故答案为：b；
（2）由图可知，负极电极反应方程式为：CH4+10OH﹣﹣8e﹣7H2O，
故答案为：CH4+10OH﹣﹣8e﹣7H2O；
（3）在25℃、101kPa时，8gCH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是445.0kJ，则CH4燃烧的热化学反应方程式为：CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（l） ΔH＝﹣890kJ/mol，理想状态下，甲烷燃料电池消耗1mol CH4所能产生的最大电能为756.5kJ，则该燃料电池的理论效率（燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比）为85%，
故答案为：CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（l） ΔH＝﹣890kJ/mol；85；
（4）由图可知，a点和b点均未达到平衡状态，b点比a点反应温度高，但a点催化剂的效率比b点催化剂的效率更高，反应速率更快，单位时间内，CO2的转化率更高（或a点催化剂对速率的影响大于b点温度对反应速率的影响），
故答案为：a点和b点均未达到平衡状态，b点比a点反应温度高，但a点催化剂的效率比b点催化剂的效率更高，反应速率更快，单位时间内，CO2的转化率更高（或a点催化剂对速率的影响大于b点温度对反应速率的影响）。
【点评】本题主要考查热化学方程式的书写，电解池电极反应式的书写，化学平衡状态的判断等，属于基本知识的考查，难度中等。
19．（2024 江苏模拟）环氧乙烷（，简称EO）是一种重要的工业原料和消毒剂。工业上用乙烯制备EO。
（1）一定条件下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷（EO）和乙醛（AA）的过程中部分物料与能量变化如图所示。
①中间体OMC生成吸附态EO（ads）的活化能为 83 kJ/mol。
②由EO（g）生成AA（g）的热化学方程式为 （g）＝CH3CHO（g）ΔH＝﹣102kJ/mol 。
（2）乙烯电解制备EO的原理示意如图。
阳极室产生Cl2后发生的反应有：Cl2+H2O＝HCl+HClO、CH2＝CH2+HClO＝HOCH2CH2Cl。法拉第效率FE的定义：FE（B）100%。
①若FE（EO）＝100%，则溶液b的溶质为 KCl （化学式）。
②一定条件下，反应物按一定流速通过该装置。当乙烯完全消耗时，测得FE（EO）≈70%，S（EO）≈97%。
推测FE（EO）≈70%的原因：若没有生成EO的乙烯全部在阳极放电生成CO2，则生成CO2的电极反应方程式为 ，FE（CO2）≈ 13 。经检验阳极放电产物没有CO2，则S（EO）≈97%的可能原因是 溶液a与HOCH2CH2Cl反应不完全 。
【专题】电化学专题；理解与辨析能力．
【分析】（1）①中间体OMC生成吸附态EO（ads）的活化能为（176﹣93）kJ/mol；
②根据图中相对能量，由EO（g）生成AA（g）的热化学方程式为EO（g）＝AA（g） ΔH＝﹣102kJ/mol；
（2）①若FE（EO）＝100%，则说明反应中只有乙烯中碳的化合价发生变化，其它元素化合价没有改变；
②若没有生成EO的乙烯全部在阳极放电生成CO2，则生成CO2的电极反应方程式为：；设EO的物质的量amol，则转化的乙烯的物质的量为：，生成EO转移的电子的物质的量为：2amol，此过程转移的电子的总物质的量为，生成CO2的物质的量为：23%，生成CO2转移的电子的物质的量为23%×6，则η（CO2）13%。
【解答】解：（1）①中间体OMC生成吸附态EO（ads）的活化能为（176﹣93）kJ/mol＝83kJ/mol，
故答案为：83；
②根据图中相对能量，由EO（g）生成AA（g）的热化学方程式为EO（g）＝AA（g） ΔH＝﹣102kJ/mol，
故答案为：（g）＝CH3CHO（g）ΔH＝﹣102kJ/mol；
（2）①若FE（EO）＝100%，则说明反应中只有乙烯中碳的化合价发生变化，其它元素化合价没有改变，则溶液b的溶质为KCl，
故答案为：KCl；
②若没有生成EO的乙烯全部在阳极放电生成CO2，则生成CO2的电极反应方程式为：；设EO的物质的量amol，则转化的乙烯的物质的量为：，生成EO转移的电子的物质的量为：2amol，此过程转移的电子的总物质的量为，生成CO2的物质的量为：23%，生成CO2转移的电子的物质的量为23%×6，则η（CO2）13%；经检验阳极放电产物没有CO2，则S（EO）≈97%的可能原因是溶液a与HOCH2CH2Cl反应不完全，
故答案为：；13；溶液a与HOCH2CH2Cl反应不完全。
【点评】本题考查电化学，侧重考查学生电解池的掌握情况，试题难度中等。
20．（2024春 盐城期末）工业上使用“三步接触法”制硫酸，“接触室”中发生的反应为：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g），T℃时该反应过程中的能量变化如图1所示：
（1）由图像判断该反应为 放热 反应（选择“放热”或者“吸热”）。
（2）若E1＝251kJ，E2＝349kJ则该反应的热方程式可以表示为：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g） ΔH＝ ﹣98 kJ mol﹣1。
（3）下列措施能使该反应速率增大的是 AC （填字母，下同）。
A．升高温度
B．减小压强
C．使用合适的催化剂
D．分离出产物SO3
（4）若上述反应在恒容的密闭容器中进行，下列叙述中能说明该反应已达平衡状态的是 ACD 。
A．SO2的浓度不再变化
B．SO2、O2、SO3的物质的量相等
C．容器内的总压强不再变化
D．容器内气体的平均摩尔质量不再改变
（5）随着技术的不断改进，利用原电池原理使该反应制备硫酸成为可能（装置如图2）电池总反应为：2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4。
①孔电极B通入气体为SO2，则B为 负极 。（填“正极”或“负极”）
②多孔电极A的电极反应式为： 。
③A电极消耗6.72L的气体时（标况下），通过质子膜的H+的物质的量为 1.2 mol。
【专题】化学反应中的能量变化；理解与辨析能力．
【分析】（1）从图象知，反应物的能量大于生成物的能量；
（2）由图可知，ΔH＝E1﹣E2；
（3）A．升高温度反应速率变快；
B．减小压强，反应物浓度降低；
C．使用合适的催化剂可以加快反应速率；
D．分离出产物SO3，反应速率不会增大；
（4）A．SO2的浓度不再变化，则正、逆反应速率相等；
B．反应平衡时，SO2、O2、SO3的浓度不一定相等；
C．该反应是气体分子数变化的反应，则压强是变量；
D．反应物和产物都是气体，则总质量不变，但是随着反应的进行，气体总物质的量发生变化；
（5）①由图可知，在电极B二氧化硫进入后失去电子，生成硫酸；
②根据总反应2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4，可知，电极A通入氧气，氧气得到电子结合氢离子生成水；
③6.72L气体的物质的量为0.3mol，根据②中电极反应可知，此时转移电子1.2mol。
【解答】解：（1）从图象知，反应物的能量大于生成物的能量，所以该反应是放热反应，
故答案为：放热；
（2）由图可知，ΔH＝E1﹣E2＝（251﹣349）kJ/mol＝﹣98kJ/mol，
故答案为：﹣98；
（3）A．升高温度反应速率变快，故A正确；
B．减小压强，反应物浓度降低，反应速率减小，故B错误；
C．使用合适的催化剂可以加快反应速率，故C正确；
D．分离出产物SO3，反应速率不会增大，故D错误；
故答案为：AC；
（4）A．SO2的浓度不再变化，则正、逆反应速率相等，故A正确；
B．反应平衡时，SO2、O2、SO3的浓度不一定相等，故B错误；
C．该反应是气体分子数变化的反应，则压强是变量，则容器内的总压强不再变化时，可以证明反应达到平衡，故C正确；
D．反应物和产物都是气体，则总质量不变，但是随着反应的进行，气体总物质的量发生变化，则容器内气体的平均摩尔质量是变量，当其不变的时候可以证明反应达到平衡故D正确；
故答案为：ACD；
（5）①由图可知，在电极B二氧化硫进入后失去电子，生成硫酸，则B为负极，
故答案为：负极；
②根据总反应2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4，可知，电极A通入氧气，氧气得到电子结合氢离子生成水，电极反应为：，
故答案为：；
③6.72L气体的物质的量为0.3mol，根据②中电极反应可知，此时转移电子1.2mol，根据电荷守恒可知，通过质子膜的H+的物质的量为1.2mol，
故答案为：1.2。
【点评】本题考查反应总的能量变化，侧重考查学生焓变的掌握情况，试题难度中等。
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