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專題4　反應(yīng)變化與規(guī)律
高考真題衍生卷·命題區(qū)間八
角度一
1．解析：(1)298 K時(shí)，1 g H2燃燒生成H2O(g)放熱121 kJ，1 mol H2O(l)蒸發(fā)吸熱44 kJ，則1 mol H2燃燒生成1 mol H2O(l)放熱286 kJ，表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為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　降低反應(yīng)的活化能
2．解析：根據(jù)題給信息可知N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH，結(jié)合蓋斯定律，此反應(yīng)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，此反應(yīng)可由反應(yīng)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。由所得兩個(gè)熱化學(xué)方程式可知，消耗等量N2H4(g)釋放能量較多的是原理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?、?2分)
角度二
3．B　[A．晶格能是反映離子晶體穩(wěn)定性的物理量，其定義為氣態(tài)離子形成1 mol離子晶體釋放的能量，由圖可知，形成1 mol TlF(s)離子釋放845 kJ能量，形成1 mol TlF3(s)離子釋放5 493 kJ能量，則離子晶體穩(wěn)定性：TlF4．解析：(1)由題給目標(biāo)熱化學(xué)方程式可知，該轉(zhuǎn)化過程中斷裂了2個(gè)C—H，形成了1個(gè)C—C和1個(gè)H—H，則ΔH＝431.0 kJ·mol-1×2－298.0 kJ·mol-1－436.0 kJ·mol-1＝＋128 kJ·mol-1。(2)由題給反應(yīng)歷程圖可知，該歷程中包含3個(gè)基元反應(yīng)，其中第3個(gè)基元反應(yīng)的活化能最大，故第3個(gè)基元反應(yīng)的速率最慢。
答案：(每空2分)(1)＋128　(2)3　3
5．解析：N2H4(g)在N2O4(g)中燃燒得到N2(g)與H2O(g)的反應(yīng)式為2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)，該反應(yīng)可以由所給反應(yīng)①×－反應(yīng)②＋反應(yīng)③×得到，故該反應(yīng)ΔH＝ΔH1×－ΔH2＋ΔH3×＝ kJ·mol-1＝－856.3 kJ·mol-1，故N2H4(g)在N2O4(g)中燃燒的熱化學(xué)方程式為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：反應(yīng)ⅲ＝反應(yīng)ⅱ×－反應(yīng)ⅰ×，則ΔH3＝(－1 268×＋902×) kJ·mol-1＝－1 817 kJ·mol-1。
答案：－1 817(2分)
7．解析：(1)反應(yīng)的焓變等于正反應(yīng)的活化能－逆反應(yīng)的活化能，則第一步基元反應(yīng)為①2NO(g) N2O2(g)　ΔH1＝82 kJ·mol-1－205 kJ·mol-1＝－123 kJ·mol-1；
第二步基元反應(yīng)為②N2O2(g)＋O2(g) 2NO2(g)　ΔH＝82 kJ·mol-1－72 kJ·mol-1＝＋10 kJ·mol-1，結(jié)合蓋斯定律，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根據(jù)燃燒熱寫出如下熱化學(xué)方程式：?。瓹H4(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。根據(jù)蓋斯定律知?。?×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?、冢?50.1命題區(qū)間八　化學(xué)能與熱能
(選擇題每小題4分，第1題12分，第2題8分，第4題6分，第5題3分，第6題2分，第7題6分，共41分)
熱化學(xué)方程式的書寫
1．(12分)按要求書寫熱化學(xué)方程式。
(1)(2022·河北卷)298 K時(shí)，1 g H2燃燒生成H2O(g)放熱121 kJ，1 mol H2O(l)蒸發(fā)吸熱44 kJ，表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_____________________________________________________________________。
(2)(2021·海南卷)已知25 ℃，100 kPa時(shí)：1 mol葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)，放出2 804 kJ熱量。則25 ℃時(shí)，CO2(g)與H2O(l)經(jīng)光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的熱化學(xué)方程式為_____________________________________________________________________。
(3)(2021·天津卷)合成氨反應(yīng)常使用鐵觸媒提高反應(yīng)速率。如圖為有、無鐵觸媒時(shí)，反應(yīng)的能量變化示意圖。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：___________________
_____________________________________________________________________。
從能量角度分析，鐵觸媒的作用是________________________________________
_____________________________________________________________________。
2．(8分)(2023·海南卷T7仿真題)如圖是發(fā)射衛(wèi)星時(shí)用肼(N2H4)作燃料，用NO2作氧化劑(反應(yīng)生成N2、水蒸氣)和用F2作氧化劑(反應(yīng)生成N2、HF)的反應(yīng)原理。
通過計(jì)算，可知原理Ⅰ和原理Ⅱ氧化氣態(tài)肼生成氮?dú)獾臒峄瘜W(xué)方程式分別為______________________、______________________，消耗等量的N2H4(g)時(shí)釋放能量較多的是原理________________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
蓋斯定律的應(yīng)用及反應(yīng)熱的計(jì)算
3．(2024·廣東卷T19衍生題)晶格能是反映離子晶體穩(wěn)定性的物理量，其定義為氣態(tài)離子形成1 mol離子晶體釋放的能量。TlF(s)生成TlF3(s)的Born Haber循環(huán)如圖所示。
下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
[A]離子晶體穩(wěn)定性：TlF[B]Tl的第三電離能為4 849 kJ·mol-1
[C]斷裂1 mol F—F鍵消耗158 kJ的能量
[D]TlF(s)＋F2(g)===TlF3(s)　ΔH＝－297 kJ·mol-1
4．(6分)(2023·湖北卷，節(jié)選)納米碗C40H10是一種奇特的碗狀共軛體系。高溫條件下，C40H10可以由C40H20分子經(jīng)過連續(xù)5步氫抽提和閉環(huán)脫氫反應(yīng)生成。
C40H20(g)C40H18(g)＋H2(g)的反應(yīng)機(jī)理和能量變化如下：
回答下列問題：
(1)已知C40Hx中的碳?xì)滏I和碳碳鍵的鍵能分別為431.0 kJ·mol-1和298.0 kJ·mol-1，H—H鍵能為436.0 kJ·mol-1。估算C40H20(g) C40H18(g)＋H2(g)的ΔH＝________ kJ·mol-1。
(2)圖示歷程包含______個(gè)基元反應(yīng)，其中速率最慢的是第______個(gè)。
5．(3分)(2024·湖南卷T18衍生題)肼[N2H4(g)]是一種高能燃料，氣態(tài)肼在N2O4(g)中燃燒得到N2(g)與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。
寫出N2H4(g)在N2O4(g)中燃燒的熱化學(xué)方程式：____________________________
_____________________________________________________________________。
6．(2分)(2024·山東卷T20仿真題)已知在25 ℃，101 kPa時(shí)：
反應(yīng)ⅰ：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)　
ΔH1＝－902 kJ·mol-1
反應(yīng)ⅱ：4NH3(g)＋3O2(g) 2N2(g)＋6H2O(g)　
ΔH2＝－1 268 kJ·mol-1
反應(yīng)ⅲ：4NH3(g)＋6NO(g) 5N2(g)＋6H2O(g)　
ΔH3＝________ kJ·mol-1。
7．(6分)氮和碳的氧化物分別是造成大氣污染、溫室效應(yīng)的主要物質(zhì)。
請回答下列問題：
(1)2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)的反應(yīng)歷程由兩步基元反應(yīng)組成，相關(guān)信息如下(E為活化能)：
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；
則2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)　ΔH＝________kJ·mol-1。
(2)相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱、化學(xué)鍵的鍵能如表所示：
物質(zhì) H2 CO CH4
燃燒熱/(kJ·mol-1) －285.8 －283.0 －890.3
化學(xué)鍵 H—H C==O C≡O(shè) H—O C—H N≡N N—H
E/(kJ·mol-1) 436 745 1 076 463 413 946 391
①CO2轉(zhuǎn)化為CH4的反應(yīng)CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)的ΔH＝__________kJ·mol-1。
②CH4轉(zhuǎn)化為合成氣的反應(yīng)CH4(g)＋H2O(l)===3H2(g)＋CO(g)的ΔH＝________kJ·mol-1。

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